水平固定的光滑U型金屬框架寬為L，足夠長(zhǎng)，其上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab，左端連接有一阻值為R的電阻（金屬框架、金屬棒及導(dǎo)線(xiàn)的電阻均可忽略不計(jì)），整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)給棒一個(gè)初速度v0，使棒始終垂直框架并沿框架運(yùn)動(dòng)．則

（1）金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，求通過(guò)電阻R的電量和電阻R中產(chǎn)生的熱量．

（2）金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，求棒通過(guò)的位移．

（3）如果將U型金屬框架左端的電阻R換為一電容為C的電容器，其他條件不變，如題25圖所示．求金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)電容器的帶電量和電容器所儲(chǔ)存的能量（不計(jì)電路向外輻射的能量）.

（1）；

（2）

（3）


解析:

（1）由動(dòng)量定理得   即      （2分）

          所以   （2分）

          由能量守恒定律得（2分）

（2）     （3分

          所以（2分）

（3）當(dāng)金屬棒ab做切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這樣，電容器C將被充電，ab棒中有充電電流存在，ab棒受到安培力的作用而減速，當(dāng)ab棒以穩(wěn)定速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，

（2分）

而對(duì)導(dǎo)體棒ab利用動(dòng)量定理可得 （2分）

由上述二式可求得：      （2分）

  （2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：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以O(shè)O′為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO′與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻不計(jì)），線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，若線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線(xiàn)圈產(chǎn)生的是正弦交流電．
（2）用該線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）．
（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R0，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：
①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系．
②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v0，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 并以O(shè)O/為中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO/與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻不計(jì)），線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線(xiàn)圈產(chǎn)生的是正弦交流電。

（2）將線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）。

（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R0，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：

①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系。

②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v0，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（21分）如圖所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 并以O(shè)O/為中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO/與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻不計(jì)），線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線(xiàn)圈產(chǎn)生的是正弦交流電。

（2）將線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）。

（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R0，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：

①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系。

②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v0，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱。

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：2010年江西省上高二中高三熱身卷（理科綜合）物理部分 題型：計(jì)算題

（21分）如圖所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并以O(shè)O/為中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO/與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻不計(jì)），線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線(xiàn)圈產(chǎn)生的是正弦交流電。
（2）將線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）。
（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R0，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：
①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系。
②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v0，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：2010年江西省高三熱身卷（理科綜合）物理部分 題型：計(jì)算題

（21分）如圖所示，一個(gè)矩形線(xiàn)圈的ab、cd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad、bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 并以O(shè)O/為中軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（OO/與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻不計(jì)），線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)用法拉第電磁感應(yīng)定律證明該線(xiàn)圈產(chǎn)生的是正弦交流電。

（2）將線(xiàn)圈產(chǎn)生的交流電通入電阻為R的電動(dòng)機(jī)時(shí)，形成的電流有效值為I，請(qǐng)計(jì)算該電動(dòng)機(jī)的輸出的機(jī)械功率（其它損耗不計(jì)）。

（3）用此電動(dòng)機(jī)將豎直固定的光滑U型金屬框架上的水平導(dǎo)體棒EF從靜止向上拉，已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，U型金屬框架寬為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)，內(nèi)有垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，導(dǎo)體棒上升高度為h時(shí)，經(jīng)歷的時(shí)間為t，且此時(shí)導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速上升，棒有效電阻為R0，金屬框架的總電阻不計(jì)，棒與金屬框架接觸良好，請(qǐng)計(jì)算：

①導(dǎo)體棒勻速上升時(shí)的速度和已知量的關(guān)系。

②若t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度為v0，求t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒與金屬框架產(chǎn)生的焦耳熱。

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案