對(duì)一道電磁感應(yīng)題的釋疑

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


【題目】如圖所示,間距L=0.2m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi),兩端的導(dǎo)軌均無限長,在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角θ=37°的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4T、方向豎直向上,B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場。電阻R=0.1Ω、質(zhì)量m=0.1kg、對(duì)一道電磁感應(yīng)題的釋疑長為L=0.2m的相同導(dǎo)體桿K、Q分別放置在導(dǎo)軌上,K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好。一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)定滑輪自然下垂,繩上加一個(gè)豎直向下的大小為F1的力,K桿始終保持靜止,Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F2作用下沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。

如果F1=k1t(式中k為常數(shù)、t單位s、F單位為N),F(xiàn)2=k2v+0.4(式中:k2是常數(shù)、v為Q運(yùn)動(dòng)的速度、單位為m/s,F(xiàn)的單位為N),當(dāng)Q桿自靜止開始沿導(dǎo)軌下滑s=2m的過程中,Q桿上電阻產(chǎn)生的焦耳熱為1J,求該過程拉力F2做的功W?(不計(jì)導(dǎo)軌電阻和各處的摩擦,繩不可伸長,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 )

【解答】

這里的解答很簡潔,但方法很巧妙,慢慢品味會(huì)更有趣。

本題更有意思的是,我們可以得出力F與位移s的關(guān)系,然后計(jì)算力F對(duì)位移s的積分,得到做功的數(shù)值為1.38J。

兩種解法結(jié)論不同,這是為什么呢?你能找出其中的緣由嗎?可以思考一下。


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