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(2014•天津)如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/30adcbef76094b361eecee5ca0cc7cd98d109d01.jpg)
(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.
▼优质解答
答案和解析
(1)由右手定则可知,电流由a流向b;
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,
由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ,
ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv,
电路电流:I=
,
ab受到的安培力:F安=BIL,
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,
由平衡条件得:F安=m1gsinθ+Fmax,
代入数据解得:v=5m/s;
(3)cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总,
由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q总+
m2v2,
ab上产生的热量:Q=
Q总,
解得:Q=1.3J;
答:(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向为:电流由a流向b;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度为5m/s;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是1.3J.
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,
由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ,
ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv,
电路电流:I=
E |
R1+R2 |
ab受到的安培力:F安=BIL,
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,
由平衡条件得:F安=m1gsinθ+Fmax,
代入数据解得:v=5m/s;
(3)cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总,
由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q总+
1 |
2 |
ab上产生的热量:Q=
R1 |
R1+R2 |
解得:Q=1.3J;
答:(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向为:电流由a流向b;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度为5m/s;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是1.3J.
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