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如图所示,导体棒ab质量为0.10kg,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将a
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更新时间:2024-04-24 22:54:10
问题描述:

如图所示,导体棒ab质量为0.10kg,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触,导轨上还放有质量为0.20kg的另一导体棒cd,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。将ab棒向右拉起0.80m高,无初速释放,当ab棒第一次经过平衡位置向左摆起的瞬间,cd棒获得的速度是0.50m/s。在ab棒第一次经过平衡位置的过程中,通过cd棒的电荷量为1C。空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)ab棒向左摆起的最大高度;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)此过程中回路产生的焦耳热。

唐自仰回答:
  (1)0.45m     (2)0.2T   (3)0.325J   (1)设ab棒下落到最低点时速度为v1,由机械能守恒有:m1gh1=…① (1分)m/s="4m/s" ……………………………………………(1分)设ab棒向左摆动的最大高度为h2,ab棒与导轨接触时与cd棒组成的系统,在水平方向动量守恒,定水平向左为正方向 ……………②(2分)=3m/s…………………………③(2分)再由机械能守恒 ………………………………………④ (1分)="0.45m  " ………………………………………………(1分)(2)设匀强磁场的磁感应强度为B,cd棒通电时间为,对cd棒由动量定理有 ………………………………………………………⑤(3分) ………………………………………………………………⑥(2分) …………………………………………(2分)(3)设产生的焦耳热为Q,由能量守恒可知:…………………………………………⑦(2分)Q="0.325J" …………………………………………………………………(1分)
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