如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m,處在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路.其中水平放置的兩平行金屬板間距離d=10mm,定值電阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌平面.金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電鍵S閉合時(shí),兩極板之間質(zhì)量m=1×10-14kg、帶電荷量q=-1×10-15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做勻加速運(yùn)動(dòng),兩極板間的電壓為______V;金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度為______m/s.

【答案】分析:帶電粒子重力不可忽略,在重力和電場(chǎng)力作用下產(chǎn)生加速度,可求平行板間電壓,根據(jù)閉合電路歐姆定律和串并聯(lián)電路特點(diǎn)可求金屬棒速度
解答:解:(1)帶電粒子受重力和電場(chǎng)力作用,由牛頓第二定律得,
mg-=ma
解得,U=0.3V①
(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
E=BLv
開關(guān)閉合后,R1和R3并聯(lián)總電阻R=4Ω
閉合電路總電阻R=R2+R+r=8Ω
由串并聯(lián)電路特點(diǎn)和部分電路歐姆定律得,U=
由①②代入數(shù)據(jù)得,v=4m/s
答:兩極板間的電壓為 0.3V;金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度為 4m/s
點(diǎn)評(píng):本題考查知識(shí)點(diǎn)多,對(duì)學(xué)生運(yùn)算能力、理解能力、細(xì)心程度等各方面要求較高,此外題目示意圖的理解也有一定難度,要好好把握
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為45°,兩導(dǎo)軌相距0.2m,導(dǎo)軌上有質(zhì)量m為0.4kg的金屬棒MN.當(dāng)MN棒中通以2A的電流時(shí),金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài),整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(g取10m/s2),求:
(1)棒MN中的電流方向;
(2)棒MN所受磁場(chǎng)力的大小和方向;
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌傾角為θ,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌中接入電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的直流電源.電路中有一阻值為R的電阻,其余電阻不計(jì),將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒由靜止釋放,求導(dǎo)體棒在釋放瞬間的加速度的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m,左側(cè)接一阻值為R=0.3Ω的電阻,區(qū)域efgh內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T,磁場(chǎng)的寬度為d=1m;一質(zhì)量為m=1kg,電阻為r=0.2Ω的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運(yùn)動(dòng)速度)的水平力作用,從磁場(chǎng)的左邊界ef由靜止開始運(yùn)動(dòng),測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大.
(1)若撤去水平力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=v0-
B2L2m(R+r)
?x
,且棒在運(yùn)動(dòng)到gh處時(shí)恰好靜止,則水平力F作用的時(shí)間t為多少?
(2)若在棒未出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去水平力F,畫出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中速度v隨位移x變化的各種可能的圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端接有電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直于導(dǎo)軌放置.今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)其通過位置a、b時(shí),速率分別為va、vb,到位置c時(shí)棒剛好靜止.設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì)、a、b與b、c的間距相等,則金屬棒在由a→b與b→c的兩個(gè)過程中下列說法中正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?普陀區(qū)一模)如圖所示,光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m,處在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路.其中水平放置的兩平行金屬板間距離d=10mm,定值電阻R1=R3=8Ω,R2=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過導(dǎo)軌平面.金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)電鍵S閉合時(shí),兩極板之間質(zhì)量m=1×10-14kg、帶電荷量q=-1×10-15C的粒子以加速度a=7m/s2向下做勻加速運(yùn)動(dòng),兩極板間的電壓為
0.3
0.3
V;金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度為
4
4
m/s.

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