如圖所示,寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場,磁場方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直.一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,且可自由滑動,導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計(jì).電源電動勢E=3.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),取重力加速度g=10m/s2.當(dāng)S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒恰好靜止不動.
(1)求S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒所受安培力的大小;
(2)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=5.0m/s2時,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大。
(3)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度的大。

(1)0.20N(2)E1=1.5V(3)30m/s

解析試題分析:(1)當(dāng)S1閉合,S2斷開時,
導(dǎo)體棒靜止,通過導(dǎo)體棒的電流
A
此時導(dǎo)體棒所受安培力 F1=BI1L=0.20N
(2)當(dāng)S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒靜止,
G=F1=0.20N
設(shè)S1斷開,S2閉合的情況下,導(dǎo)體棒加速度a=5.0m/s2時,其所受安培力為F2,速度為v1,通過導(dǎo)體棒的電流為I2,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1。
根據(jù)牛頓第二定律有G-F2=ma,解得F2=0.10N
F2=BI2L,解得I2=1.0A
根據(jù)歐姆定律有E1= I2R,解得E1=1.5V
(3)將S1斷開,S2閉合,導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,當(dāng)導(dǎo)體棒所受重力與安培力平衡時,導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大,設(shè)最大速度為vm
所以有,解得m/s
考點(diǎn):考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動感
點(diǎn)評:做此類型題目的關(guān)鍵是安培力,安培力是連接電磁學(xué)和牛頓第二定律的橋梁

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,寬度L=0.4m的足夠長金屬導(dǎo)軌水平固定在磁感強(qiáng)度B=0.5T范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的牽引力F牽引一根質(zhì)量m=0.2kg,電阻R=0.2Ω,長也為0.4m的金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動.金屬棒ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計(jì)導(dǎo)軌電阻.(g=10m/s2)問:
(1)若不計(jì)金屬棒和金屬導(dǎo)軌間的摩擦,金屬棒達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動時速度v0=1m/s,則此時牽引力F多大?
(2)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,牽引力F=0.4N,則金屬棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度v1為多大?
(3)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,牽引力的功率恒為P=1.2W,則金屬棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度v2為多大?
(4)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,金屬棒在運(yùn)動中達(dá)到某一速度v3時,突然撤去牽引力,從撤去牽引力到棒的速度為零時止,通過金屬棒的電量為0.5C,金屬棒發(fā)熱0.8J,則撤去牽引力時棒的速度v3為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場,磁場方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直.一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,且可自由滑動,導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計(jì).電源電動勢E=3.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),取重力加速度g=10m/s2.當(dāng)S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒恰好靜止不動.
(1)求S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒所受安培力的大。
(2)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=5.0m/s2時,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大;
(3)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度的大。

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科目:高中物理 來源:2014屆北京市高二下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

如圖所示,寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場,磁場方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直.一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,且可自由滑動,導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計(jì).電源電動勢E=3.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),取重力加速度g=10m/s2.當(dāng)S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒恰好靜止不動.

(1)求S1閉合,S2斷開時,導(dǎo)體棒所受安培力的大小;

(2)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=5.0m/s2時,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大;

(3)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動,求導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度的大小.

 

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科目:高中物理 來源:2010年上海市普陀區(qū)高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示,寬度L=0.4m的足夠長金屬導(dǎo)軌水平固定在磁感強(qiáng)度B=0.5T范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的牽引力F牽引一根質(zhì)量m=0.2kg,電阻R=0.2Ω,長也為0.4m的金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動.金屬棒ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計(jì)導(dǎo)軌電阻.(g=10m/s2)問:
(1)若不計(jì)金屬棒和金屬導(dǎo)軌間的摩擦,金屬棒達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動時速度v=1m/s,則此時牽引力F多大?
(2)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,牽引力F=0.4N,則金屬棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度v1為多大?
(3)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,牽引力的功率恒為P=1.2W,則金屬棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度v2為多大?
(4)若金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,金屬棒在運(yùn)動中達(dá)到某一速度v3時,突然撤去牽引力,從撤去牽引力到棒的速度為零時止,通過金屬棒的電量為0.5C,金屬棒發(fā)熱0.8J,則撤去牽引力時棒的速度v3為多大?

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