如圖所示,兩根金屬導(dǎo)軌與水平面成30°角平行放置,導(dǎo)軌間距0.5m,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。兩根金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置,由于摩擦,ab、cd均剛好保持靜止。金屬棒ab、cd質(zhì)量均為0.1kg,電阻均為0.1Ω,它們與導(dǎo)軌間動摩擦0.1?臻g有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T。現(xiàn)用沿導(dǎo)軌平面向上的力F=1.2N垂直作用于金屬棒ab,取g=10m/s2。試求:
(1)金屬棒ab的最大速度;
(2)金屬棒ab運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,1s鐘內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。
(1)(2)
(1)最初ab、cd均剛好保持靜止。根據(jù)其受力情況可知ab、cd與導(dǎo)軌間最大靜摩擦力當(dāng)用外力F作用ab棒時(2分)
故ab棒開始沿導(dǎo)軌加速上滑,棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,回路中形成感應(yīng)電流。因此,棒ab又將受到安培力作用。當(dāng)ab棒所受外力的合力為零時,金屬棒ab達(dá)最大速度,設(shè)為Vm,則
(2分) 其中I (2分)
故考慮此時棒cd的受力情況,應(yīng)有仍然保持靜止。(2分)
所以有 (2分) 聯(lián)立以上方程可得 (2分)
(2)由以上方程中解得(3分)
則回路所產(chǎn)生的焦耳熱
(3分)
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
L |
2 |
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科目:高中物理 來源:名師伴讀·高中物理·二年級下 題型:038
如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計)平行置在勻強(qiáng)磁場中,兩導(dǎo)軌間距0.4m,兩端各接一個電阻組成閉合回路,已知=8Ω,=2Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,方向與導(dǎo)軌平面垂直向上,導(dǎo)軌上有一根電阻不計的直導(dǎo)電桿ab,當(dāng)桿ab以5m/s的速度向左勻速滑動時,求:
(1)ab桿上感應(yīng)電動勢的大小和方向;
(2)通過桿ab的電流的大。
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,兩根正對的距離為L=1m的平行金屬直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,兩端M、M’之間接一阻值為R=4的定值電阻,NN’端與兩條位于豎直平面內(nèi)的半徑均為Ro=0.4m的半圓形光滑金屬習(xí)口直NP, N' P’平滑連接直軌道的右側(cè)處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場區(qū)域的寬度為s=0.5m,且其右邊界與NN’重合.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=lkg,電阻為r=1的一導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場的左邊界也為s處.在與桿垂直的,水平向右且大小為38N的恒力F作用下ab桿開始運(yùn)動.當(dāng)運(yùn)動至磁場右邊界時撤去F,結(jié)果導(dǎo)休桿ab恰好能以最小的速度通過半圓形習(xí)U首的最高點PP'.已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動過程中與輛連接觸良好,且始終與軌道垂直,導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數(shù)為=02,軌道的電阻可忽略不計,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab剛進(jìn)入磁場時桿中電流的大小和方向;
(2)a6穿過磁場的過程中,通過ab桿的電量;
(3)ab穿過磁場的過程中,ab桿損失的機(jī)械能和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.
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科目:高中物理 來源:2012年四川省資陽市高考物理三模試卷(解析版) 題型:解答題
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