问题详情:
如图所示,MN、PQ为足够长的平行导轨,间距L=0.5m.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°.NQ⊥MN,NQ间连接有一个R=3Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,金属棒的电阻r=2Ω,其余部分电阻不计.现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd 处时速度大小开始保持不变,cd 距离NQ为s=2m.试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)金属棒达到稳定时的速度是多大?
(2)从静止开始直到达到稳定速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?
(3)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t =0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减
小,可使金属棒中不产生感应电流,则t=1s时磁感应强度应为多大?
【回答】
(1)在达到稳定速度前,金属棒的加速度逐渐减小,速度逐渐增大,达到稳定速度时,有:
由以上四式并代入已知得
(2)根据能量关系有:
电阻上产生的热量:
解得:
(3)当回路中的总磁通量不变时,金属棒中不产生感应电流.此时金属棒将沿导轨做匀加速运动:
设t时刻磁感应强度为B,则:
故t=1s时磁感应强度
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题