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 (2013蘇北三市一模)如圖所示,固定的光滑金屬導軌間距為L,導軌電阻不計,上端a、b間接有阻值為R的電阻,導軌平面與水平面的夾角為θ,且處在磁感應強度大小為B、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。質量為m、電阻為r的導體棒與固定彈簧相連后放在導軌上。初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有沿軌道向上的初速度v0。整個運動過程中導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸。已知彈簧的勁度系數為k,彈簧的中心軸線與導軌平行。

⑴求初始時刻通過電阻R的電流I的大小和方向;

⑵當導體棒第一次回到初始位置時,速度變為v,求此時導體棒的加速度大小a;

⑶導體棒最終靜止時彈簧的彈性勢能為Ep,求導體棒從開始運動直到停止的過程中,電阻R上產生的焦耳熱Q。

 


解:

⑴棒產生的感應電動勢                              2分

通過的電流大小               2分

電流方向為ba                                        1分

⑵棒產生的感應電動勢為                    1分

感應電流                            1分

棒受到的安培力大小,方向沿斜面向上         1分

根據牛頓第二定律 有                1分

解得                     1分

⑶導體棒最終靜止,有       

壓縮量                                    1分

設整個過程回路產生的焦耳熱為Q0,根據能量守恒定律 有

                        2分

                                                  1分

 電阻R上產生的焦耳熱

           2分

練習冊系列答案
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B.若甲的質量較大,則甲、乙同時到達滑輪

C.若甲、乙質量相同,則乙先到達滑輪

D.若甲、乙質量相同,則甲先到達滑輪

 


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