(19分)如題25圖所示,固定的傾角為= 450、間距為L的光滑金屬直桿cec'e'與半徑為r的豎直光滑絕緣圓弧軌道abca'b'c'分別相切于cc'點(diǎn),兩切點(diǎn)與對應(yīng)圓心連線與豎直方向夾角也為= 450,a點(diǎn)和a' 點(diǎn)分別是兩圓弧豎直最高點(diǎn),e點(diǎn)和e'點(diǎn)間用導(dǎo)線連接阻值為R的電阻,在兩直桿間cc'dd'平面區(qū)域內(nèi)有與其垂直的磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度分布B = B0 sin(),式中x為沿直桿向下離開邊界dd'的距離,且.現(xiàn)
有一長度為L、電阻為R的導(dǎo)體棒在外力F(圖中來畫出)作用下,以速度v0從磁場邊界dd'沿直桿向下勻速通過磁場,到達(dá)邊界cc'時撤去外力F,導(dǎo)體棒能沿圓弧軌道恰好通過最高處aa' 金屬桿電阻、空氣阻力不計(jì),重力加速度為g.試求:
(1)導(dǎo)體棒恰好通過圓弧軌道最高處aa' 時的速度大小v;
(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時的速度v0
(3)導(dǎo)體棒通過磁場過程中,導(dǎo)體棒上增加的內(nèi)能.
(1)
(2)
(3)

(1)設(shè)導(dǎo)體棒質(zhì)量為m,恰好通過圓弧軌道最高處時,有(3分)
                                                (2分)
(2)導(dǎo)體棒從邊界到最高處過程中,由機(jī)械能守恒定律得:
                               (3分)
解得:                                     (2分)
(3)導(dǎo)體棒勻速通過磁場區(qū)域歷時                          (2分)
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢  屬于正弦交流電(1分)
電流的最大值為                (2分)
電流的有效值為                  (2分)
導(dǎo)體棒增加的內(nèi)能              (2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在平行于水平地面的有界勻強(qiáng)磁場上方有三個單匝線圈A、B、C,從同一高度由靜止開始同時釋放,磁感線始終與線圈平面垂直,三個線圈都是由相同的金屬材料制成的正方形,A線圈有一個小缺口,B和C都閉合,但B的橫截面積比C的大,如圖所示,下列關(guān)于它們落地時間的判斷,正確的是(  )

A.A、B、C同時落地                 B. A最早落地
C.B和C在A之前同時落地            D. A和C在B之前同時落地

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場上邊界b 和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈,線圈上下邊的距離很短,下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時,線圈所受到的磁場力的大小分別為,則
A.>>B.<<
C.>>D.<<

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,傾角q=30°、寬度L=1.0m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上,現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽引力牽引一根質(zhì)量m=0.20kg、電阻R=1.0、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab,由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦)。若牽引力功率恒為72W,經(jīng)時間t=2.0s達(dá)到穩(wěn)定速度,此過程金屬棒向前滑行的位移S=4.0m。求金屬棒的穩(wěn)定速度及此過程金屬棒上產(chǎn)生的熱量(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩平行導(dǎo)軌PO、MN,PQMN的電阻不計(jì),間距為d=0.5m.PM兩端接有一只理想電壓表,整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中.電阻均為r=0.1Ω,質(zhì)量分別為m1=300gm2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上,現(xiàn)固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由靜止開始做加速運(yùn)動,試求:
(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.
(3)若在棒L2達(dá)到最大速度vm時撤去外力F,并同時釋放棒L1,求棒L2達(dá)到穩(wěn)定時的速度值.
(4)若固定棒L1,當(dāng)棒L2的速度為v,且離開棒L1距離為S的同時,撤去恒力F,為保持棒L2做勻速運(yùn)動,可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與時間t的關(guān)系式)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖12-17所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開始下落,然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,當(dāng)下邊進(jìn)入磁場時,由于磁場力的作用,線圈正好作勻速運(yùn)動。

(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
(2)如果線圈的下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間t=0.15s,求磁場區(qū)域的高度h2.
(3)求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間,線圈的加速度的大小和方向。
(4)從線圈的下邊進(jìn)入磁場開始到線圈下邊離開磁場的時間內(nèi),在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在一根軟鐵棒上繞有一組線圈,a、c是線圈的兩端,b為中心抽頭。把a(bǔ)、b兩端接上兩根平行金屬導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場,方向垂直線面向里,導(dǎo)軌上放一金屬棒,當(dāng)金屬棒在導(dǎo)軌上滑動時,a、b、c各點(diǎn)間都有電勢差,若要求a與c點(diǎn)的電勢均高于b點(diǎn),則: (   )
A.金屬棒應(yīng)向右加速運(yùn)動B.金屬棒應(yīng)向右減速運(yùn)動
C.金屬棒應(yīng)向左加速運(yùn)動D.金屬棒應(yīng)向左減速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖 3-5-18 所示,有一寬為 2L 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,方向垂直紙面向外.abcd 是由均勻電阻絲做成的邊長為 L 的正方形線框,總電阻值為 R.線框以垂直磁場邊界的速度 v 勻速通過磁場區(qū)域,在整個運(yùn)動過程中,線框 ab、cd 兩邊始終與磁場邊界平行.則(   )

圖3-5-18
A.整個過程線圈中的電流方向始終為順時針方向
B.整個過程線圈中的電流方向始終為逆時針方向
C.整個過程中 ab 兩點(diǎn)的電勢差為BLv
D.整個過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一個質(zhì)量為m,電阻為R的閉合矩形線圈,長為l,高為h,從某一高度由靜止開始下落,進(jìn)入一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場的邊界為水平,寬度為2h,線圈開始下落時距磁場上邊界3h,下落過程中始終在豎直平面內(nèi),不發(fā)生轉(zhuǎn)動.已知線圈從磁場中穿出的過程中,做的是勻速運(yùn)動.求線圈在進(jìn)入磁場的過程中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?

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