如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上,導(dǎo)軌間距 l=0.6 m,兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表,電阻r=2 Ω的金屬棒垂直 于導(dǎo)軌靜止在AB處;右端用導(dǎo)線連接電阻R2,已知R1=2Ω,R2=1Ω,導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻 均不計(jì).在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場,CE=0.2 m,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化 如圖乙所示.開始時電壓表有示數(shù),當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫螅瑢饘侔羰┘右凰较蛴? 的恒力F,使金屬棒剛進(jìn)入磁場區(qū)域時電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉淼闹担饘侔粼诖艌鲞\(yùn) 動過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變.求:

 (I)t=0.1 s時電壓表的7K數(shù);

(2)  恒力F的大小;

(3)  從t=0時刻到金屬棒運(yùn)動出磁場過程中整個電路產(chǎn)生的熱量.

 

 

 

解:(1)設(shè)磁場寬度為d=CE在0~0.2s的時間內(nèi),有

V     (2分)

此時,R1與金屬棒r并聯(lián),再與R2串聯(lián)

     (1分)

           (2分)

(2)金屬棒進(jìn)入磁場后,有

        (1分)

                    (1分)

    (1分)                           

由于金屬棒進(jìn)入磁場后電壓表示始終不變,所以金屬棒作勻速運(yùn)動,有

                    (1分)

                (1分)

(3)金屬棒在0~0.2s的運(yùn)動時間內(nèi),有

                           (2分)

金屬棒進(jìn)入磁場后,有

,                     (1分)

,                           (1分)

                       (1分)

s

,                  (1分)

           (2分)

(解法二:計(jì)算時,可用Fd=)  

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(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).整個裝置處于豎直向上的大小B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,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),通過電阻R上的電量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(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).整個裝置處于豎直向上的大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中.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)動的v-t圖象如圖乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)t=10s時拉力的大小及電路的發(fā)熱功率.
(2)在0~10s內(nèi),通過電阻R上的電量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根足夠長的平行導(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.導(dǎo)軌底端接一個阻值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)的過程中,通過電阻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在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=5J,取π2=10,求B0

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根足夠長的光滑直金屬導(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.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)磁場中,磁場方向垂直斜面向下.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,最終將做勻速運(yùn)動.當(dāng)改變拉力F的大小時,相對應(yīng)的勻速運(yùn)動速度v也會改變,v和F的關(guān)系如圖乙所示.
(1)金屬桿ab在勻速運(yùn)動之前做什么運(yùn)動?
(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.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,兩根足夠長,電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L1=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L2=4m,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個裝置處于一勻強(qiáng)磁場中,該勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時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,外力F的大小和方向;
(2)4s后,撤去外力F,金屬棒將由靜止開始下滑,這時用電壓傳感器將R兩端的電壓即時采集并輸入計(jì)算機(jī),在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后,記下該時刻棒的位置,測出該位置與棒初始位置相距207.90cm,求棒下滑該距離過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.

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同步練習(xí)冊答案
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