如圖所示,金屬框架與水平面成30°角,勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0.4T,方向垂直框架平面向上,金屬棒長,重量為0.1N,可以在框架上無摩擦地滑動,棒與框架的總電阻為,運(yùn)動時可認(rèn)為不變,問:

(1)要棒以的速度沿斜面向上滑行,應(yīng)在棒上加多大沿框架平面方向與導(dǎo)軌平行的外力?
(2)當(dāng)棒運(yùn)動到某位置時,外力突然消失,棒將如何運(yùn)動?
(3)棒勻速運(yùn)動時的速度多大?
(4)達(dá)最大速度時,電路的電功率多大?重力的功率多大?
(1)(2)先減速到零,后又反向加速,直至再次達(dá)到平衡時勻速運(yùn)動(3)2.5m/s(4) 

試題分析:(1)金屬棒受力如圖所示,則有


其中


聯(lián)立以上各式并帶入數(shù)據(jù)解得
(2)撤去外力后,金屬棒先減速到零,后又反向加速,直至再次達(dá)到平衡時勻速運(yùn)動。
(3)平衡時受力如圖所示,則有





聯(lián)立以上各式解得

(4)電路的電功率為
重力的功率為
點評:本題綜合性較強(qiáng),結(jié)合安培力特點考查了物體的平衡,注意公式F=BIL的應(yīng)用條件,以及公式中各個物理量的含義.
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:計算題

如圖所示,由同種材料制成的單匝正方形閉合導(dǎo)線框abcd位于豎直平面內(nèi),其下方有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域,該區(qū)域的上邊界水平,并與線框的ab邊平行,磁場方向與線框平面垂直。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線框邊長為L,線框質(zhì)量為m,電阻為R。線框從磁場上方某高度處,由靜止開始下落,恰能勻速進(jìn)入磁場區(qū)域。求:

(1)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時,線框的速度大;
(2)線框在進(jìn)入磁場的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量;
(3)分析線框進(jìn)入磁場過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架,MM′和NN′相互平行且足夠長,間距l(xiāng)=0.40m,質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導(dǎo)體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。t=0時,垂直于導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,導(dǎo)體棒ab從靜止開始運(yùn)動;當(dāng)t=t1時,金屬框架將要開始運(yùn)動,此時導(dǎo)體棒的速度v1=6.0m/s;經(jīng)過一段時間,當(dāng)t=t2時,導(dǎo)體棒ab的速度v2=12.0m/s;金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運(yùn)動過程中,導(dǎo)體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導(dǎo)體棒ab的電阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余電阻不計。設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。求:

(1)求動摩擦因數(shù)μ;
(2)當(dāng)t=t2時,求金屬框架的加速度;
(3)若在0~t1這段時間內(nèi),MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J,求該過程中導(dǎo)體棒ab位移x的 大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.5" T的勻強(qiáng)磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距L=0.2 m平行金屬導(dǎo)軌。在兩根導(dǎo)軌的左端連接一阻值R=0.4 Ω的電阻(其余部分電阻忽略不計),導(dǎo)軌上有一根長為L的金屬棒AB與導(dǎo)軌正交放置。當(dāng)金屬棒以速度v=4.0 m/s向右做勻速運(yùn)動時,求

(1)金屬棒AB切割磁場運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
(2)電阻R中電流強(qiáng)度的大小和方向(向上或向下)
(3)使金屬棒做勻速運(yùn)動的外力F

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌,間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L,在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖規(guī)律變化。CF長為2m。在t=0時,金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動到EF位置,整個過程中,小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω,求:

①通過小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

磁感強(qiáng)度是0.8T的勻強(qiáng)磁場中,有一根跟磁感線垂直、長0.2m的直導(dǎo)線,以4m/s的速度、在跟磁感線和直導(dǎo)線都垂直的方向上做切割磁感線的運(yùn)動,則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小等于                                                 (       )
A.0.04VB.0.64VC.1VD.16V

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,C是一只電容器,先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場中沿垂直磁場方向運(yùn)動,到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦,則ab以后的運(yùn)動情況可能是(     )
A.減速運(yùn)動到停止
B.來回往復(fù)運(yùn)動
C.勻速運(yùn)動
D.加速運(yùn)動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,不計電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L=1 m,上端接有電阻R=3 Ω,虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1 kg、電阻r=1 Ω的金屬桿ab,從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放,桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,桿下落過程中的vt圖象如圖乙所示(取g=10 m/s2).求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.
(2)桿在磁場中下落0.1 s的過程中電阻R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:單選題

如圖所示,在蹄形磁鐵的兩極間有一可以轉(zhuǎn)動的銅盤(不計各種摩擦),現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動.下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是:
A.銅盤中沒有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流,銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
B.銅盤中有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流,銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
C.銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流,銅盤將很快停下
D.銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流,銅盤將越轉(zhuǎn)越快

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案