足夠長光滑導(dǎo)軌,豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中,已知導(dǎo)軌寬L=0.5m,磁感應(yīng)強度B=2T.有阻值為0.5Ω,質(zhì)量為0.2kg的導(dǎo)體棒AB緊挨導(dǎo)軌,沿著導(dǎo)軌由靜止開始下落,如圖所示,設(shè)串聯(lián)在導(dǎo)軌中的電阻R阻值為2Ω,其他部分的電阻及接觸電阻均不計.
問:(1)導(dǎo)體棒AB在下落過程中達到的最大速度為多少?
(2)當導(dǎo)體棒AB的速度為3m/s時,求此時棒的加速度?
(1)導(dǎo)體棒勻速運動時速度最大,
導(dǎo)體棒受到的安培力:F=BIL=
B2L2vm
R
,
由平衡條件得:
B2L2vm
R
=mg,
解得:vm=5m/s;
(2)由牛頓第二定律得:
B2L2v
R
-mg=ma,
解得:a=4m/s2;
答:(1)導(dǎo)體棒AB在下落過程中達到的最大速度為5m/s;
(2)當導(dǎo)體棒AB的速度為3m/s時,此時棒的加速度為4m/s2
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:問答題

如圖所示,兩根完全相同的“V”字形導(dǎo)軌OPQ與KMN倒放在絕緣水平面上,兩導(dǎo)軌都在豎直平面內(nèi)且正對、平行放置,其間距為L,電阻不計.兩條導(dǎo)軌足夠長,所形成的兩個斜面與水平面的夾角都是α.兩個金屬棒ab和a′b′的質(zhì)量都是m,電阻都是R,與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好.空間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.
(1)如果兩條導(dǎo)軌皆光滑,讓a′b′固定不動,將ab釋放,則ab達到的最大速度是多少?
(2)如果將ab與a′b′同時釋放,它們所能達到的最大速度分別是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,兩光滑導(dǎo)軌相距為L,傾斜放置,與水平地面夾角為θ,上端接一電容為C的電容器.導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m長為L的導(dǎo)體棒平行地面放置,導(dǎo)體棒離地面的高度為h,磁感強度為B的勻強磁場與兩導(dǎo)軌所決定的平面垂直,開始時電容器不帶電.將導(dǎo)體棒由靜止釋放,整個電路電阻不計,則( 。
A.導(dǎo)體棒先做加速運動,后作勻速運動
B.導(dǎo)體棒一直做勻加速直線運動,加速度為a=
mgsinα
m+CB2L2
C.導(dǎo)體棒落地時瞬時速度v=
2mgh
m+CB2L2
D.導(dǎo)體棒下落中減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,機械能守恒

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強磁場中,磁場和導(dǎo)軌平面垂直,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動,開始時電鍵S斷開,當ab桿由靜止下滑一段時間后閉合S,則從S閉合開始計時,ab桿的速度v與時間t的關(guān)系不可能是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,足夠長平行金屬導(dǎo)軌內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)軌右端通過電阻與平行金屬板AB連接.已知導(dǎo)軌相距為L;磁場磁感應(yīng)強度為B;R1、R2和ab桿的電阻值均為r,其余電阻不計;板間距為d、板長為4d;重力加速度為g,不計空氣阻力.
如果ab桿以某一速度向左勻速運動時,沿兩板中心線水平射入質(zhì)量為m、帶電量為+q的微粒恰能沿兩板中心線射出;如果ab桿以同樣大小的速度向右勻速運動時,該微粒將射到B板距左端為d的C處.
(1)求ab桿勻速運動的速度大小v;
(2)求微粒水平射入兩板時的速度大小v0;
(3)如果以v0沿中心線射入的上述微粒能夠從兩板間射出,試討論ab桿向左勻速運動的速度范圍.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面,導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處,另一端緊貼圓環(huán),可繞O勻速轉(zhuǎn)動.通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路,R1、R2是定值電阻.帶正電的小球通過絕緣細線掛在兩板間M點,被拉起到水平位置;合上開關(guān)K,無初速度釋放小球,小球沿圓弧經(jīng)過M點正下方的N點到另一側(cè).已知:磁感應(yīng)強度為B;a的角速度大小為ω,長度為l,電阻為r;R1=R2=2r,銅環(huán)電阻不計;P、Q兩板間距為d;帶電的質(zhì)量為m、電量為q;重力加速度為g.求:
(1)P、Q間電場強度E的大。
(2)小球通過N點時對細線拉力T的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,一水平放置的平行導(dǎo)體框的寬度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的電阻,磁感應(yīng)強度大小B=0.4T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向下,現(xiàn)有一導(dǎo)體棒ab垂直跨放在框架上,并能無摩擦地沿框架滑動,框架及導(dǎo)體ab的電阻不計,當導(dǎo)體棒ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時.則:
(1)導(dǎo)體棒ab上的感應(yīng)電動勢的大小及感應(yīng)電流的方向分別為如何?
(2)要維持導(dǎo)體棒ab向右勻速運行,作用在導(dǎo)體棒ab上的水平外力為多少?方向怎樣?
(3)電阻R上產(chǎn)生的熱功率為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,足夠長的水平導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m,電阻忽略不計,定值電阻
R=2Ω.磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面,一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上,該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,導(dǎo)體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運動,(g取10m/s2).求:
(1)導(dǎo)體棒在運動過程中的最大速度V為多少?
(2)若導(dǎo)體捧從開始運動到剛開始勻速運動這一過程中滑行的位移為20米,求此過
程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過電阻R的電量q各為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α,導(dǎo)軌電阻不計.勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌電接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R,另有一條紙帶固定金屬棒ab上,紙帶另一端通過打點計時器(圖中未畫出),且能正常工作.在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R,重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,同時接通打點計時器的電源,打出一條清晰的紙帶,已知相鄰點跡的時間間隔為T,如圖乙所示,試求:

(1)求磁感應(yīng)強度為B有多大?
(2)當金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大,求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中,整個電路產(chǎn)生的電熱.

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