如圖所示,兩足夠長的光滑平行固定金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為,勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后,流經(jīng)理想電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,重力加速度為。求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;

(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小;

(3)流經(jīng)電流表電流的最大值。

(1)                                               

(2)                                    

(3) 


解析:

(11分)

(1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動              (2分)

解得:                                      (1分)         

(2)感應(yīng)電動勢                                      (1分)

感應(yīng)電流                                          (1分)

聯(lián)立解得                                    (1分)

(或直接由 解得,同樣給分)

(3)由題意知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大,設(shè)為vm

由機(jī)械能守恒定律                     (2分)

感應(yīng)電動勢的最大值                             (1分)

感應(yīng)電流的最大值                                  (1分)

解得:    (1分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?東城區(qū)三模)如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=2T的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L=1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m1=2kg、電阻為R1=1Ω.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,電路中通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板,兩板間的距離和板長均為d=0.5m,定值電阻為R2=3Ω,現(xiàn)閉合開關(guān)S并將金屬棒由靜止釋放,重力加速度為g=10m/s2,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).試求:
(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
(2)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),在水平放置的平行金屬板間電場強(qiáng)度是多大?
(3)當(dāng)金屬棒下滑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2=3T,在下板的右端且非常靠近下板的位置有一質(zhì)量為m2,帶電量為q=-1×10-4C的質(zhì)點(diǎn)以初速度v水平向左射入兩板間,要使帶電質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合場中恰好做勻速圓周運(yùn)動并能從金屬板間射出,初速度v應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,間距為L,左端接有一阻值為R的電阻;所在空間分布有豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.有兩根導(dǎo)體棒c、d質(zhì)量均為m,電阻均為R,相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸,它們與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對c施加一水平向右的外力,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌以加速度a做勻加速直線運(yùn)動.(已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì),重力加速度為g)
(1)經(jīng)多長時(shí)間,導(dǎo)體棒d開始滑動;
(2)若在上述時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q,則此時(shí)間內(nèi)水平外力做的功為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌相距為1m,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角θ=37°,其上端接一阻值為3Ω的燈泡D.在虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B,且磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,磁場區(qū)域的寬度為d=3.75m,導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω,它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動,b恰能勻速穿過磁場區(qū)域,當(dāng)b 剛穿出磁場時(shí)a正好進(jìn)入磁場.不計(jì)a、b之間的作用,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)b棒進(jìn)入磁場時(shí)的速度?
(2)當(dāng)a棒進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí),小燈泡的實(shí)際功率?
(3)假設(shè)a 棒穿出磁場前已達(dá)到勻速運(yùn)動狀態(tài),求a 棒通過磁場區(qū)域的過程中,回路所產(chǎn)生的總熱量?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩足夠長的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角α=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上.長為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右側(cè)電路,燈泡的電阻R1=3R,電阻箱電阻調(diào)到R′=6R,重力加速度為g.現(xiàn)閉合開關(guān)S,給金屬棒施加一個(gè)方向垂直于桿且平行于導(dǎo)軌平面向上的、大小為F=mg的恒力,使金屬棒由靜止開始運(yùn)動.
(1)求金屬棒達(dá)到最大速度的一半時(shí)的加速度.
(2)若金屬棒上滑距離為L時(shí)速度恰達(dá)到最大,求金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中,金屬棒上產(chǎn)生的電熱.
(3)若改變R′的阻值,當(dāng)R′為何值時(shí),在金屬棒達(dá)到最大速度后,R′消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩足夠長的直平行水平導(dǎo)軌相距L=1.0m,導(dǎo)軌左邊連接阻值R=15Ω的電阻,導(dǎo)軌上放置著A、B兩金屬捧,A棒質(zhì)量mA=0.75kg、電阻RA=10Ω,B棒質(zhì)量mB=0.25kg、電阻RB=10Ω,兩金屬棒與導(dǎo)軌垂直,兩棒靠得很近,之間用長為l=4.0m的絕緣輕繩相連,整個(gè)裝置置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1.0T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.從t=0開始對B棒施加水平向右的拉力F,使B棒由靜止開始以a=2.0m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動,t=2.0s時(shí)撤去拉力F.已知A棒右邊的導(dǎo)軌是光滑的,輕繩繃緊前A棒靜止不動,輕繩繃緊后,兩棒以相同速度運(yùn)動直至停止.導(dǎo)軌電阻不計(jì).求:
(1)拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式;
(2)輕繩繃緊后,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.

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