如圖4-3-14所示,半徑為R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向內(nèi).一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN以速率v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端,電路中的定值電阻為r,其余電阻不計(jì).導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好.求:

 

圖4-3-14

(1)、在滑動(dòng)過程中通過電阻r的電流的平均值;

(2)、MN從左端到右端的整個(gè)過程中,通過r的電荷量;

(3)、當(dāng)MN通過圓導(dǎo)軌中心時(shí),通過r的電流是多大?

 

【答案】

(1)    (2)  (3)

【解析】導(dǎo)體棒從左向右滑動(dòng)的過程中,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,對電阻r供電.

(1)整個(gè)過程磁通量的變化為ΔΦ=BS=BπR2,所用的時(shí)間Δt=,代入公式E==,平均電流為I=.

(2)、電荷量的運(yùn)算應(yīng)該用平均電流,q=IΔt=.

(3)、當(dāng)MN通過圓形導(dǎo)軌中心時(shí),切割磁感線的有效長度最大,l=2R,根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢公式E=Blv得:E=B·2Rv,此時(shí)通過r的電流為I=

思路分析:計(jì)算平均電流,應(yīng)該用法拉第電磁感應(yīng)定律,先求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢.,利用歐姆定律求解電流大;根據(jù)電流的定義式求解電荷量;根據(jù)切割公式求解感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。

試題點(diǎn)評:考查平均電流 、 電荷量、 瞬時(shí)電流的計(jì)算能力

 

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖4-3-14所示,半徑為R的圓形導(dǎo)軌處在垂直于圓平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向內(nèi).一根長度略大于導(dǎo)軌直徑的導(dǎo)體棒MN以速率v在圓導(dǎo)軌上從左端滑到右端,電路中的定值電阻為r,其余電阻不計(jì).導(dǎo)體棒與圓形導(dǎo)軌接觸良好.求:

圖4-3-14

(1)在滑動(dòng)過程中通過電阻r的電流的平均值;

(2)MN從左端到右端的整個(gè)過程中,通過r的電荷量;

(3)當(dāng)MN通過圓導(dǎo)軌中心時(shí),通過r的電流是多大?

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如圖4-3-14所示,兩個(gè)互連的金屬圓環(huán),粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的二分之一。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在區(qū)域。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí),在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,則ab兩點(diǎn)間的電勢差為( 。?

4-3-14

A.E/2                              B. E

C. E                            D.E?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖4-3-14所示,汽車的質(zhì)量為1.5×104 kg,以不變的速率先后駛過凹形橋面與凸形橋面,橋面圓半徑為15 m,如果橋面承受的最大壓力不得超過2×105 N,汽車允許的最大速率是多少?汽車以這個(gè)速率駛過橋面的最小壓力是多少?(g取10 m/s2

圖4-3-14

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科目:高中物理 來源: 題型:

在固定的光滑水平桿(桿足夠長)上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5 kg的光滑金屬圓環(huán).一根長為L=1 m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=2 kg的木塊,如圖4-3-14所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20 g的子彈以v0=1 000 m/s的水平速度射穿木塊,子彈穿出木塊后的速度為v=200 m/s(不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間),試問:

圖4-3-14

(1)當(dāng)子彈射穿木塊后,木塊向右擺動(dòng)的最大高度為多大?

(2)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),木塊的速度是多大?

(3)當(dāng)木塊第一次返回到最低點(diǎn)時(shí),水平桿對環(huán)的作用力是多大?

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