（12分）如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長。電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成370角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg。電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。求：

(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的加速度大小；
(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻消耗的功率為，求該速度的大小；
(3)在上問中，若，金屬棒中的電流方向到，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向。(取 ，，)
(1)4m／s2  (2)10m/s   (3)0.4T, 磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上

試題分析：(1)金屬棒開始下滑的初速為零，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，不受安培力作用，故根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma   ①
由①式解得a＝10×(O.6－0.25×0.8)m／s2=4m／s2   ②
(2)設(shè)金屬棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導(dǎo)軌方向受力平衡，則有：mgsinθ一μmgcosθ一F＝0 解得 F=0.8N    ③
此時(shí)金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率Fv＝P ④
由③、④兩式解得  ⑤
(3)設(shè)電路中電流為I，兩導(dǎo)軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
   ⑥
P＝I2R ⑦
由⑥、⑦兩式解得    ⑧
由左手定則可知，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上
練習(xí)冊(cè)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

如圖所示，平行板間有互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，重力不計(jì)的帶電粒子沿平行于極板方向從左側(cè)射入，從右側(cè)離開場區(qū)時(shí)動(dòng)能比初動(dòng)能小了些，為了使它離開場區(qū)時(shí)的動(dòng)能比初動(dòng)能大，可以(      )
A．增大粒子進(jìn)入場區(qū)時(shí)的初速度
B．改變帶電粒子的帶電性質(zhì)
C．減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度
D．增加兩板間的電壓

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(11分)如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，第Ⅰ象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第Ⅱ象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場．初速度為零、帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域，在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)．已知OA＝OC＝d.求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(粒子的重力不計(jì))．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為30°，同時(shí)進(jìn)入場強(qiáng)大小為大小為E，方向沿x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場中，通過了b點(diǎn)正下方c點(diǎn)，如圖所示，已知 b到O的距離為L，粒子的重力不計(jì)，試求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（2）圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積；
（3）c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L。垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計(jì)。如圖所示，用恒力F沿導(dǎo)軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm，t s末金屬桿的速度為v1，，前t s內(nèi)金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：

（1）金屬桿速度為v1時(shí)加速度的大��；
（2）整個(gè)系統(tǒng)在前t s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

(18分)有一個(gè)1000匝的矩形線圈，兩端通過導(dǎo)線與平行金屬板AB相連（如圖所示），線圈中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場；已知AB板長為，板間距離為。當(dāng)穿過線圈的磁通量增大且變化率為時(shí)，有一比荷為的帶正電粒子以初速度從上板的邊緣射入板間，并恰好從下板的邊緣射出；之后沿直線MN運(yùn)動(dòng)，又從N點(diǎn)射入另一垂直紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)(圖中未畫出)，離開圓形磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了。不計(jì)帶電粒子的重力。試求

（1）AB板間的電壓
（2）的大小
（3）圓形磁場區(qū)域的最小半徑

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖（甲）所示的輪軸，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF,在QF之間連接有阻值為R的電 阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降。運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，忽略所有摩擦。

(1)重物勻速下降的速度V的大小是多少？
(2)對(duì)一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,重物的質(zhì)量M取不同的值,測出相應(yīng)的重物做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，可得出v-M實(shí)驗(yàn)圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時(shí)的兩條實(shí)驗(yàn)圖線，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算B1和B2的比值。
(3)若M從靜止到勻速的過程中一目下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平面內(nèi)有兩根互相平行且足夠長的光滑金屬軌道，它們間的距離L="0.20" m，在兩軌道的左端之間接有一個(gè)R=0.10的電阻。在虛線OO′（OO′垂直于軌道）右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。一根質(zhì)量m=0.10kg的直金屬桿垂直于軌道放在兩根軌道上。某時(shí)刻桿以=2.0m／s且平行于軌道的初速度進(jìn)入磁場，同時(shí)在桿上施加一個(gè)水平拉力，使其以=2.0m／s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。桿始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸。桿和軌道的電阻均可忽略。

（1）請(qǐng)你通過計(jì)算判斷，在金屬桿向右運(yùn)動(dòng)的過程中，桿上所施加的水平拉力的方向；
（2）在金屬桿向右運(yùn)動(dòng)的過程中，求桿中的感應(yīng)電流為最大值的時(shí)，水平拉力的大小；
（3）從金屬桿進(jìn)入磁場至速度減為零的過程中，電阻R上發(fā)出的熱量Q=0.13J，求此過程中水平拉力做的功。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌左端與電阻相連，固定在水平桌面上，質(zhì)量為、內(nèi)阻為的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，可以無摩擦地沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌寬度為,磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場豎直向上穿過整個(gè)導(dǎo)軌平面，現(xiàn)給金屬桿一個(gè)瞬時(shí)沖量 ,使桿向右滑行。求：

(1)回路的最大電流；
(2)當(dāng)滑行過程中電 阻上產(chǎn)生的熱量為時(shí)，桿的加速度是多大；
(3) 桿從開始運(yùn)動(dòng)到停下共滑行多長的距離.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案