(18分)如圖甲所示(俯視圖),相距為2L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌一部分處在以OO/為右邊界勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向下,導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距邊界OO/也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。求解以下問題:
(1)若ab桿固定在軌道上的初始位置,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時間t內(nèi)由B均勻減小到零,求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q1。
(2)若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L距離,其v--x的關(guān)系圖像如圖乙所示。求①ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小;②此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q2 。
(1)
(2)

(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時間t內(nèi)由B均勻減小到零,說明
此過程中的感應(yīng)電動勢為   ①
通過R的電流為   ②
此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 ③, 聯(lián)立①②③求得
(2)①ab桿離起始位置的位移從L到3L的過程中.由動能定理可得
   ④
ab桿剛要離開磁場時,感應(yīng)電動勢 ⑤
通過R的電流為 ⑥
水平方向上受安培力和恒力F作用
安培力為: ⑦    聯(lián)立⑤⑥⑦解得 ⑧
由牛頓第二定律可得:  ⑨
聯(lián)立④⑧⑨解得
ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程中,根據(jù)功能關(guān)系,恒力F做的功等于ab桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和,則
  ⑩
聯(lián)立④⑩解得 
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

(13分)如圖所示,在與水平面成=300角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道,其電阻可忽略不計?臻g存在著勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.20" T,方向垂直軌道平面向上。導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置,且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路,每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10-1kg,回路中每根導(dǎo)體棒電阻r= 5.0×10-2Ω,金屬軌道寬度l="0.50" m。現(xiàn)對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力,使之勻速向上運(yùn)動。在導(dǎo)體棒ab勻速向上運(yùn)動的過程中,導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10 m/s2,求:
(1)導(dǎo)體棒cd受到的安培力大小;
(2)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動的速度大小;
(3)拉力對導(dǎo)體棒ab做功的功率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里,磁場寬度為,正方形金屬框邊長為,每邊電阻均為R/4,金屬框以速度v的勻速直線穿過磁場區(qū),其平面始終保持與磁感線方向垂直,當(dāng)金屬框cd邊到達(dá)磁場左邊緣時,勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化.
(1)求金屬框進(jìn)入磁場階段,通過回路的電荷量;
(2)在圖丙it坐標(biāo)平面上畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中,金屬框內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t的變化圖線(取逆時針方向為電流正方向);
(3)求金屬框穿過磁場區(qū)的過程中cd邊克服安培力做的功W

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖16-7-8所示,兩根相距l(xiāng)的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌電阻不計,另兩根與光滑導(dǎo)軌接觸的金屬桿質(zhì)量均為m,電阻均為R.若要使cd桿恰好平衡,且靜止不動,則ab桿應(yīng)向____________做____________運(yùn)動,ab桿運(yùn)動速度的大小是____________,對ab桿所加外力的大小為_______________.

圖16-7-8

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖3-6-12所示,甲、乙兩個完全相同的線圈,在距地面同一高度處由靜止開始釋放,A、B是邊界范圍、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均完全相同的勻強(qiáng)磁場,只是A的區(qū)域比B的區(qū)域離地面高一些,兩線圈下落時始終保持線圈平面與磁場垂直.則(   )

圖 3-6-12
A.甲先落地           B.乙先落地            C.二者同時落地           D.無法確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題




存在勻強(qiáng)磁場.磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.P、M間所接阻值為R的
電阻.質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其有效電
阻為r.現(xiàn)從靜止釋放ab,當(dāng)它沿軌道下滑距離s時,達(dá)到
最大速度.若軌道足夠長且電阻不計,重力加速度為g.
求:
(1)金屬桿ab運(yùn)動的最大速度;
(2)金屬稈ab運(yùn)動的加速度為gsin時,電阻R上的電功率;
(3)金屬桿ab從靜止到具有最大速度的過程中,克服安培力所做的功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某電子以固定的正電荷為圓心在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,磁場方向垂直于它的運(yùn)動平面,電子所受電場力恰好是磁場對它作用力的3倍.若電子電量為e,質(zhì)量為m,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.那么,電子運(yùn)動的角速度可能是    (   )

A.4Be/m          B.3Be/m          C.2Be/m          D.Be/m

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖9甲所示,在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xOy平面(紙面)向里,具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi),線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動,則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時針的電流方向為正)隨時間t的變化圖線I-t圖可能是圖9乙中的(  )




圖9

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖,電動機(jī)牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與框架平面垂直。當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時,獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J,電動機(jī)牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)一直為7V、1A,電動機(jī)內(nèi)阻r為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,求:
(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度;
(2)棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時間。

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