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如图所示,相距0.5 m足够长的两根光滑导轨与水平面成37°角,导轨电阻不计,下端连接阻值为2 Ω的电阻R,导轨处在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.ab、cd为水平金属棒且与导轨接触良好,它们的质量均为0.5 kg、电阻均为2 Ω.ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态,现让cd棒从静止开始下滑,直至与ab相连的细绳刚好被拉断,在此过程中电阻R上产生的热量为0.5 J,已知细线能承受的最大拉力为5 N.求细绳被拉断时:(g=10 m/s2,sin37°=0.6)

(1)ab棒中的电流大小;

(2)cd棒的速度大小;

(3)cd棒下滑的距离.

答案:
解析:

  答案:(1)1 A (2)6 m/s (3)4 m

  解:(1)细绳被拉断瞬时,对ab棒受力分析得,Fmcos37°=mgsin37°+BIabL(2分)

  代入数据解得,Iab=1 A(2分)

  (2)分析电路可知,Iab=IR,Icd=Iab+IR=2 A(2分)

  根据闭合欧姆定可得,(2分)

  联立可得,v=6 m/s
提示:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:
(1)ab通入的最大电流为多少?
(2)ab通入的最小电流为多少?
(3)R的调节范围多大?

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(1)ab棒中的电流;

(2)cd棒的速度;

(3)cd棒下滑的距离

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如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦因数为0.5,整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中,导轨所接电源的电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值满足要求,其他部分电阻不计,g取10m/s2,为了保证ab处于静止状态(cosθ=0.8),则:

(1)ab通入的最大电流为多少? 

(2)ab通入的最小电流为多少?

(3)R的调节范围至少多大?

 

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