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兩根相距L=0.5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置,他們各有一邊在同一水平面上,另一邊垂直于水平面。金屬細桿abcd的質量均為m=50g,電阻均為R=1.0Ω,它們與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數μ=0.5,導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小B=1.0T、方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時,從某一時刻開始釋放cd桿,并且開始計時,cd桿運動速度vcd隨時間變化的圖像如圖乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s內,cd桿做勻變速直線運動)。

(1)求在0~1.0s時間內,回路中感應電流的大小;

(2)求在0~3.0s時間內, ab桿在水平導軌上運動的最大速度;

(3)已知1.0~2.0s內,ab桿做勻加速直線運動,在圖丙中畫出在0~3.0s內,拉力F隨時間變化的圖像。(不需要寫出計算過程,只需畫出圖線)

                   甲                                   乙

解:(1)在0~1s時間內,cd桿做勻加速運動,由圖可知:

cd桿進行受力分析,根據牛頓第二定律有

在豎直方向上

         在水平方向上

                        

代入數據可得:

                                                                           (3分)

(2)在2~3s時間內,

       在豎直方向上

               

       在水平方向上

        

        代入數據可得:

        所以   

        又因為 

        所以                                                                   (6分)

(3)答案見右圖                                                                                           (3分)

提示:

在0~1.0s內,;

在2.0~3.0s內,;

    在1~2s內,ab桿做加速度為6.4m/s2,的勻加速運動,對ab桿分析,根據牛頓第二定律有:

    所以

可得:,

在2~3s時間內,

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網兩根相距L=0.5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置,他們各有一邊在同一水平面上,另一邊垂直于水平面.金屬細桿ab、cd的質量均為m=50g,電阻均為R=1.0Ω,它們與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數μ=0.5,導軌電阻不計.整個裝置處于磁感應強度大小B=1.0T、方向豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時,從某一時刻開始釋放cd桿,并且開始計時,cd桿運動速度vcd隨時間變化的圖象如圖乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s內,cd做勻變速直線運動).
(1)求在0~1.0s時間內,回路中感應電流的大;
(2)求在0~3.0s時間內,ab桿在水平導軌上運動的最大速度;
(3)已知1.0~2.0s內,ab桿做勻加速直線運動,在圖丙中畫出在0~3.0s內,拉力F隨時間變化的圖象.(不需要寫出計算過程,只需畫出圖線)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根相距L=0.5m,處于同一水平面平行金屬直導軌,放置在磁感應強度B=2.0T、方向豎直向下的勻強磁場中,導軌左端用導線邊接一個定值電阻R,一根垂直導軌的金屬棒在△t=0.5s時間內,由位置ab勻速滑動到位置a′b′,使閉合電路的磁通量由1.5Wb增大到2.5Wb.
(1)求在△t時間內閉合電路產生感應電動勢大小E;
(2)若在△t時間內,電路中產生感應電流I=0.5A,求此過程中金屬棒受到的安培力大小F.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根相距L=0.5m的平行金屬足夠長導軌固定在同一水平面內,并處于豎直方向的勻強磁場中,分界線O1O2右側為磁感應強度B1=0.6T方向豎直向上的勻強磁場,左側為磁感應強度為B2=0.4T方向豎直向下的勻強磁場,導軌上橫放著兩條金屬細桿,構成矩形閉合回路,每條金屬細桿的質量m=0.2kg,電阻為R=1.5Ω,回路中其余部分電阻可不計.開始時,ef速度為0,給cd一個大小為v0=2.6m/s水平向右的初速度,不計金屬細桿與導軌之間的摩擦且接觸良好.求:
(1)金屬細桿ef的最大加速度.
(2)金屬細桿,ef的最大速度.
(3)通過金屬細桿ef的最多電荷量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根相距L=0.5m且足夠長的固定金屬直角導軌,一部分水平,另一部分豎直.質量均為m=0.5kg的金屬細桿ab、cd始終與導軌垂直且接觸良好形成閉合回路,水平導軌與ab桿之間的動摩擦因數為μ,豎直導軌光滑.ab與cd之間用一根足夠長的絕緣細線跨過定滑輪相連,每根桿的電阻均為R=1Ω,其他電阻不計.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,現用一平行于水平導軌的恒定拉力F作用于ab桿,使之從靜止開始向右運動,ab桿最終將做勻速運動,且在運動過程中,cd桿始終在豎直導軌上運動.當改變拉力F的大小時,ab桿相對應的勻速運動的速度v大小也隨之改變,F與v的關系圖線如圖乙所示.不計細線與滑輪之間的摩擦和空氣阻力,g取10m/s2.求:

(1)桿與水平道軌之間的動摩擦因數μ和磁感應強度B各為多大?
(2)若ab桿在F=9N的恒力作用下從靜止開始向右運動8m時達到勻速狀態(tài),則在這一過程中整個回路產生的焦耳熱為多少?

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年浙江省高三第一次仿真理科綜合物理試卷(解析版) 題型:計算題

兩根相距L=0.5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置,他們各有一邊在同一水平面上,另一邊垂直于水平面。金屬細桿ab、cd的質量均為m=0.05kg,電阻均為R=1.0Ω,它們與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數μ=0.5,導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小B=1.0T、方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時,從某一時刻開始釋放cd桿,并且開始計時,cd桿運動速度隨時間變化的圖像如圖乙所示(在0~1s和2~3s內,對應圖線為直線。g=10m/s2 )。求:

(1)在0~1s時間內,回路中感應電流I1的大小;

(2)在0~3s時間內,ab桿在水平導軌上運動的最大速度Vm

(3)已知1~2s內,ab桿做勻加速直線運動,寫出1~2s內拉力F隨時間t變化的關系式,并在圖丙中畫出在0~3s內,拉力F隨時間t變化的圖像。(不需要寫出計算過程,只需寫出表達式和畫出圖線)

 

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