如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強磁場與導(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h處靜止釋放.導(dǎo)體棒進入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個運動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻.求:

       (1)磁感應(yīng)強度的大小B;

       (2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運動速度的大小v;

       (3)流過電流表電流的最大值Im.

(1)B

(2)v

(3)Im


解析:

(1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運動

 BILmg                                    

解得  B                                                      ②

(2)感應(yīng)電動勢         EBLv                               ③

感應(yīng)電流              I                               ④

由②③④式解得       v

(3)由題意知,導(dǎo)體棒剛進入磁場時的速度最大,設(shè)為vm

機械能守恒                     mvmgh

感應(yīng)電動勢的最大值           EmBLvm

感應(yīng)電流的最大值              Im

解得               Im

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.磁感應(yīng)強度為B1=2T的勻強磁場垂直導(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.試求:
(1)金屬棒下滑的最大速度為多大?
(2)當(dāng)金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間電場強度是多大?
(3)當(dāng)金屬棒下滑達到穩(wěn)定狀態(tài)時,在水平放置的平行金屬板間加一垂直于紙面向里的勻強磁場B2=3T,在下板的右端且非?拷掳宓奈恢糜幸毁|(zhì)量為m2,帶電量為q=-1×10-4C的質(zhì)點以初速度v水平向左射入兩板間,要使帶電質(zhì)點在復(fù)合場中恰好做勻速圓周運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)強度為B的勻強磁場.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,重力加速度為g)
(1)經(jīng)多長時間,導(dǎo)體棒d開始滑動;
(2)若在上述時間內(nèi),導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q,則此時間內(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磁場B,且磁感應(yīng)強度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a正好進入磁場.不計a、b之間的作用,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)b棒進入磁場時的速度?
(2)當(dāng)a棒進入磁場區(qū)域時,小燈泡的實際功率?
(3)假設(shè)a 棒穿出磁場前已達到勻速運動狀態(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,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(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動.
(1)求金屬棒達到最大速度的一半時的加速度.
(2)若金屬棒上滑距離為L時速度恰達到最大,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,在金屬棒達到最大速度后,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,整個裝置置于磁感應(yīng)強度大小B=1.0T、方向豎直向下的勻強磁場中.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動,t=2.0s時撤去拉力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,兩棒以相同速度運動直至停止.導(dǎo)軌電阻不計.求:
(1)拉力F隨時間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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