此過(guò)程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=△E-μmgd=0.94J (2分)
△E=
mv12-
mv22=1.1J (2分)
解得v2=
導(dǎo)體桿穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中損失的機(jī)械能
mv22=
mv32+mg2R0
(2分)
通過(guò)電阻R的電荷量 q=It=
(3)設(shè)導(dǎo)體桿離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v2,運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)的速度為v3,因?qū)w桿恰好能通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律對(duì)導(dǎo)體桿在軌道最高點(diǎn)時(shí)有 mg=mv32/R0 (2分)
對(duì)于導(dǎo)體桿從NN′運(yùn)動(dòng)至PP′的過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
導(dǎo)體桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv1此時(shí)通過(guò)導(dǎo)體桿上的電流大小I=E/(R+r)=
根據(jù)右手定則可知,電流方向?yàn)橛蒪向a (1分)
(2)設(shè)導(dǎo)體桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為E平均,則由法拉第電磁感應(yīng)定律有 E平均=△φ/t=Bld/t (2分)
通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的平均值 I平均=E平均/(R+r) (1分)
(F-μmg)s=
mv12 (2分)
∴
(2分)
18解:
(1)s = rθ(1分) h= r-R (1分) h =S /θ-R(2分)
(2)v=s/t (1分) GMm/r2 = m V2 / r (2分) M = S 3 / θG t 2 (2分)
(3)GMm/R2 = m V12 / R (2分)
V1= ( S 3 /θt 2 R )1/2 (2分)
19解:(1)設(shè)導(dǎo)體桿在F的作用下運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)的左邊界時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理則有
,
(2分)
∴
(2分)
(2)此時(shí),B繩拉力為T(mén)B=2mg,A繩拉力不變,
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