如圖所示，兩根豎直放置在絕緣面上的金屬框架．框架的上端接有電容為C的電容器．框架上有一質(zhì)量為m、長為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無摩擦，棒離桌面高度為h.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直，開始時電容器不帶電．自靜止起將棒釋放，求棒從釋放到落到地面所需要的時間？
設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v，則感應(yīng)電動勢為：E＝Blv①
平行板電容器兩板間的電勢差為U＝E②
設(shè)此時電容器極板上積累的電荷為Q，按定義有：
C＝③
聯(lián)立①②③式得Q＝CBlv④
設(shè)在時間間隔(t，t＋Δt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為ΔQ，按定義電流為I＝⑤
ΔQ也是Δt電容器極板上增加的電荷量，
由④式得ΔQ＝CBlΔv⑥
式中Δv為速度的變化量，按定義有a＝⑦
對金屬棒由牛頓第二定律得BIl－mg＝ma⑧
聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式解得a＝⑨
由⑨式知金屬棒向下做勻加速直線運動．
由位移公式得h＝at2
聯(lián)立⑨⑩式得金屬棒到地面所用時間為
t＝.?
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：單選題

如圖，兩根互相絕緣的通電長直導(dǎo)線，正交地放在水平面上。兩個相同的閉合圓形線圈a、b放在同一水平面上，兩線圈的圓心到兩導(dǎo)線的距離都是d。設(shè)兩直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度相等，方向如圖所示。若兩根導(dǎo)線中的電流以相同的變化率均勻減小。則 (      )
A．a(chǎn)中有順時針方向的感應(yīng)電流，b中無感應(yīng)電流
B．b中有順時針方向的感應(yīng)電流，a中無感應(yīng)電流
C．a(chǎn)中有逆時針方向的感應(yīng)電流，b中無感應(yīng)電流
D．b中有逆時針方向的感應(yīng)電流，a中無感應(yīng)電流

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，AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場的兩條金屬導(dǎo)軌（足夠長），導(dǎo)軌寬度為d，導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與平行金屬板MN相連，有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線運動。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸的下方有一場強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)過平行金屬板MN，然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線穿過y軸，而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進(jìn)入電場和磁場疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的H點。已知OG長為l，不計粒子的重力。求：

（1）金屬棒ab做勻速直線運動速度的大小B？
（2） 粒子到達(dá)H點時的速度多大？
（3）要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界， 電場強(qiáng)度以滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈．當(dāng)以速度v0刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其E－t關(guān)系如圖所示．如果只將刷卡速度改為，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是(　　)


查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，質(zhì)量為m=0.2kg，長為L=1.0m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r=1Ω，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)體棒下滑過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ
（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）若靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已達(dá)5m/s，求ab棒下滑到底端的整個過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

水平放置的平行金屬框架L=0.2m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒ab放在框架上，并且與框架的兩個邊垂直。整個裝置放于方向豎直向下、B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。金屬棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由靜止開始運動。電路中除R=0.05外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時，棒的加速度是多大？
② 當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后，撤去外力F，此后感應(yīng)電流還能產(chǎn)生多少熱量？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分） 如圖所示，兩根豎直放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌，上端接阻值R＝3 Ω的定值電阻．水平虛線間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場B，磁場區(qū)域的高度為d＝0.3 m．導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma＝0.2 kg，電阻Ra＝3 Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb＝0.1 kg，電阻Rb＝6 Ω.它們分別從圖中P、Q處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場時a正好進(jìn)入磁場．設(shè)重力加速度為g＝10 m/s2，不計a、b之間的作用，整個過程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計．求：

（1）在整個過程中，a、b兩棒克服安培力做的功分別是多少；
（2）a、b棒進(jìn)入磁場的速度；
（3）分別求出P點和Q點距A1的高度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

有兩個勻強(qiáng)磁場區(qū)域，寬度都為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B，方向如圖所示。由均勻?qū)Ь�制成單匝正方形閉合線框，邊長為L。閉合線框從左向右勻速穿過與線框平面垂直的兩個勻強(qiáng)磁場區(qū)域，規(guī)定感應(yīng)電流逆時針方向為正方向，則線框從位置I運動到位置II的過程中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖象正確的是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如右圖所示，兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L，左端接有一阻值為R的電阻；所在空間分布有豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．有兩根導(dǎo)體棒c、d質(zhì)量均為m，電阻均為R，相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸，它們與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對c施加一水平向右的外力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌以加速度a做勻加速直線運動．(已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，重力加速度為g)
 
(1)經(jīng)多長時間，導(dǎo)體棒d開始滑動；
(2)若在上述時間內(nèi)，導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則此時間內(nèi)水平外力做的功為多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案