如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌M、N相距L，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌M、N分別與相距為d水平放置的兩平行金屬板連接。金屬桿ab跟金屬導(dǎo)軌M、N接觸，并在其上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒在平行板間運(yùn)動(dòng)的速度一時(shí)間圖象如圖乙所示（取向上為正）。

   （1）求O時(shí)刻金屬桿ab的運(yùn)動(dòng)方向及速度大��；

   （2）判斷t1―t2時(shí)間內(nèi)金屬桿ab的運(yùn)動(dòng)狀況。

參考解答

（1）0―t1時(shí)間內(nèi)帶電粒子在平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場(chǎng)方向應(yīng)豎直向上，故要求下板的電勢(shì)高于上板的電勢(shì)，即，所以金屬桿ab應(yīng)該向左勻速運(yùn)動(dòng)。0時(shí)刻必滿足條件：

mg = qE1 ①

②

根據(jù)電磁感應(yīng)定律，可知 ③

聯(lián)立以上各式，得 ④

（2）t1－t2時(shí)間內(nèi)帶電粒子在平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。所以金屬桿ab應(yīng)該向左以更大的速度勻速運(yùn)動(dòng)。

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題共18分。（1）問(wèn)14分，正確得出金屬桿ab應(yīng)該向左運(yùn)動(dòng)給2分，寫(xiě)出①、②、③、④式各給3分；（2）問(wèn)14分，正確得出金屬桿ab應(yīng)該向左以更大的速度勻速運(yùn)動(dòng)，給4分。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上，間距L=0.2m，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R=1Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌垂直，接觸良好，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示．
求：
（1）拉力F的大小及電路的發(fā)熱功率；
（2）在0～10s內(nèi)，通過(guò)電阻R上的電量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上，間距L=0.2m，一端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R=1Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示．（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）t=10s時(shí)拉力的大小及電路的發(fā)熱功率．
（2）在0～10s內(nèi)，通過(guò)電阻R上的電量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向成θ角的斜面上，θ=370，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.3m．在斜面上加有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)軌底端接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻．質(zhì)量m=1kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab橫跨在平行導(dǎo)軌間，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒從距底端高為h1=2.0m處以平行于導(dǎo)軌向上的初速度v0=10m/s上滑，滑至最高點(diǎn)時(shí)高度為h2=3.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．
（1）求ab棒上升至最高點(diǎn)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量q和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q．
（2）若ab棒固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化（2.5×10-2～7.5×10-2s內(nèi)是正弦規(guī)律變化），電阻R在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=5J，取π2=10，求B0．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)．M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻．一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下．導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略．用與導(dǎo)軌平行且向上的恒定拉力F作用在金屬桿上，金屬桿ab沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，最終將做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力F的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)速度v也會(huì)改變，v和F的關(guān)系如圖乙所示．
（1）金屬桿ab在勻速運(yùn)動(dòng)之前做什么運(yùn)動(dòng)？
（2）若m=0.25kg，L=0.5m，R=0.5Ω，取重力加速度g=10m/s2，試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及θ角的正弦值sin θ．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角，上端連接阻值R=1.5Ω的電阻；質(zhì)量為m=0.2kg，阻值r=0.5Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2=4m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示，為保持ab棒靜止，在棒上施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，g=10m/s2求：
（1）當(dāng)t=1s時(shí)，外力F的大小和方向；
（2）4s后，撤去外力F，金屬棒將由靜止開(kāi)始下滑，這時(shí)用電壓傳感器將R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后，記下該時(shí)刻棒的位置，測(cè)出該位置與棒初始位置相距207.90cm，求棒下滑該距離過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案