长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右,

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/05 22:07:12
长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右,
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长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右,

长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右,EF上固定着一个半径为r的轮轴,缠绕在轮轴上的细绳连接重物C,当C下降时,MN以角速度ω匀速转动.求C的质量多大?

【答案我有,尽量详细一些,着急 好的一定加赏!】

长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右,
这道题看似比较复杂,但是仔细分析这道题并不难,只不过是知识点比较杂,涉及到了力矩、安培力、电磁感应、欧姆定律等等.
既然你只是要过程并不是答案,那就把这道题几个要点分析一下
首先是MN匀速转动,即EF转轴是匀速转动的,那么EF转轴上的力矩平衡,换言之就是合力矩为零.而EF上只有两个力矩,一个是重物C的重力带动半径为r的转轮对轴心O产生的力矩,我们可以记为M1.还有一个力矩就是金属棒MN在均匀磁场B中转动时候对轴心O产生的安培力产生的力矩,记为M2.按照提议则M1=M2.
至此力矩平衡分析完.
然后我们再分析MN金属棒上的安培力F到底是多少.
安培力的计算,在高中阶段仅仅是F=BIL‘,B是磁感应强度,I是电流大小,L’是长度.B是均匀磁场的那个B,已知;I是金属棒MN上流过的电流,未知;L‘貌似就是MN金属棒的长度2L.
注意这里我用L'是为了区别题目中金属棒MN的长度2L中的L.同理下面的欧姆定律中我用的R'也是为了区别题目中给出的电阻R,下面我求线速度v是用到的半径r'也是为了区别题目中已有的半径r.
分析至此,卡住了,做不下去了.那我们就来分析电流I的大小.
由欧姆定律I=E/R’,问题的关键就在于求动生电动势E.动生电动势高中阶段也仅仅就是E=BL‘v的公式.B已知,L’貌似已知就是2L(准确的说应该用积分或者微元法来求解不是简单的2L),而v=ωr',r'为速度为v那点距轴心的半径.v是随着r'的变化而变化的,不是一个定值,所以这个地方不能简单地用公式E=BL‘v=BL’ωL(而是应该用数学的积分方法来求解),但是需要注意的一点是v与R是成简单的线性关系,那这样就好办了,我们取v的平均值带入式子E=BL‘v,那么v=ωL/2,于是乎动生电动势就求出来了,E=B(2L)ωL/2=B(L^2)ω.
于是电流I=E/R'=E/3R=B(L^2)ω/3R,这里的3R=2R+R,电路中电阻分为两块.
最后就需要求安培力F所产生的力矩M2.前面分析是求安培力F,F=BIL'.B已知,I已经求得,L’貌似是2L.但实际真正需要的是求安培力F所产生的力矩M2.中学力矩的定义是M=FL’,如果放到转动的金属棒MN上,这里的L’则是棒上某点距离轴心O的距离,可见即便是同一大小的力作用于棒上不同点,所产生额力矩大小也是不一样的,所以不能简单地令L'=L或者L‘=2L.又需要用积分或者高中竞赛可能涉及到的微元法来求解,貌似又卡住了,但是请注意和上面求动生电动势类似,M与L'成简单的一阶线性关系,所以可以简单的取L'的平均值,L'是从0到L,则平均值L'=L/2.那么力矩M2=FL'.F=BIL'=B*[B(L^2)ω/3R]*2L=2(B^2)Lω/3R,所以M2=[2(B^2)Lω/3R]*L/2=[(BL)^2]ω/3R.
剩下来就是求重物C的重力产生的力矩M1,这个简单,你自己可以分析.
最后通过M1=M2可以求的重物C的质量,很简单不难了.
思路大体上就是这样子,上面的计算有可能字母会出错,一来这里没有公式编辑器,而来没有打草稿直接用电脑敲的,主要还是理解一个思路.

楼上回答的很详细

长2L,电阻2R的金属棒MN垂直固定在转轴EF上,轴转动后,MN可以无摩擦地在金属圆环上滑动.从圆环和轴心O分别引出导线,连接一个电阻R的电灯,导线及圆环电阻不计,匀强磁场B平行于EF轴水平向右, 一根足够长的粗金属棒MN固定放置如图所示,一根足够长的粗金属棒MN固定放置,它的M端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上,另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端 如图甲所示,MN,PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距L为0.5m,导轨左端连接一个2 Ω的电阻R,将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r大小为1Ω, 高二电磁感应习题 好像有点难.9.两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L,足够长,在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd,它们的质量分别为2m、m,电阻阻值均为R,金属导轨及导线 在水平面上有2根光滑的平行金属导轨,两导轨间的距离是L,匀强磁场竖直向下,磁感应强度为B,电容器电容为C,电阻为R,金属棒MN放在导轨上,金属棒MN的电阻为R',质量为M导轨电阻忽略,今用恒力F啦 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面间的夹角为a,导轨电阻不计,质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,图中定值电 如图所示,固定在水平面上的光滑金属架CDEF处在竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中,金属架宽为L.金属棒MN与金属框架接触良好,金属棒的电阻为R,其余部分电阻不计.(1)若金属棒沿框架以 在一光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab在一个光滑金属框架上垂直放置一根长 l = 0.4 m 的金属棒 ab,其电阻 r = 0.1Ω,框架左端的电阻 R = 0.4Ω,垂直框面的匀强磁场的磁感应强度 B = 0. 两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置,顶端接一电阻R,导轨所在平面与匀强磁场垂直.将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接,金属棒A.金属棒在最低点的加速度小于gB.回路中产生的 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定 两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m的金属棒悬两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻.将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻 如图所示,固定在水平面上的光滑金属架CDEF处在竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中,金属架宽为L.金属棒MN与金属框架接触良好,金属棒的电阻为R,其余部分电阻不计.从t=0时刻开始,磁场的磁 如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计, 如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计, 靠电源电动势E=2V,r=0.5欧,竖直导轨宽L=0.2m,导轨电阻不计.另有一金属棒质量m=0.1kg电阻R=0.5,与导轨间动摩擦因数为0.4,在导轨的外侧,为使金属棒静止不动,施以于纸面夹角为30度且与导轨棒垂直指 两根光滑的长直金属导轨MN,M'N'平行置于同一水平面内,导轨间距为L,电阻不计,M.M'处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C,长度也为L,阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨 .把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于2R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良 把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环,水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,如图所示,一长度为2a,电阻等于2R,粗细均匀的金属棒MN放在圆环上,它与圆环始终保持良好