如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻,區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s.一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒速度)的水平外力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)

(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動;

(2)求磁感應(yīng)強度B的大小;

(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足,且棒在運動到ef處時恰好靜止,則外力F作用的時間為多少?

(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力,畫出棒在整個運動過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線.

解:(1)金屬棒做勻加速運動

R兩端電壓U∝I∝E∝v,U隨時間均勻增大,即v隨時間均勻增大.

所以加速度為恒量.

(2),以F=0.5v+0.4代入

得:

因為加速度為恒量,與v無關(guān),所以a=0.4 m/s2

代入數(shù)據(jù)得:B=0.5 T.

(3)

x1+x2=s

所以

代入數(shù)據(jù)得0.2t2+0.8t-1=0,

解方程得t=1 s.

(4)


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,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻.區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s.一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運動速度)的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大.(已知l=1m,m=1kg,R=0.3Ω,r=0.2Ω,s=1m)
(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動;
(2)求磁感應(yīng)強度B的大;
(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=v0-
B2l2m(R+r)
x,且棒在運動到ef處時恰好靜止,則外力F作用的時間為多少?
(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力,畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻.空間有豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.質(zhì)量為m,電阻為r的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.棒CD在平行于MN向右的水平拉力作用下從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動.求

(1)導(dǎo)體棒CD在磁場中由靜止開始運動到t1時刻的外力F1
(2)若撤去拉力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=v0-
B2l2m(R+r)
x
,且棒在撤去拉力后在磁場中運動距離s時恰好靜止,則拉力作用的勻加速運動的時間為多少?
(3)請定性畫出導(dǎo)體棒CD從靜止開始運動到停止全過程的v-t圖象.圖中橫坐標(biāo)上的t0為撤去拉力的時刻,縱坐標(biāo)上的v0為棒CD在t0時刻的速度.(本小題不要求寫出計算過程)

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精英家教網(wǎng)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為L,左側(cè)接一阻值為R的電阻.矩形區(qū)域abfe內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.導(dǎo)軌上ac段和bd段單位長度的電阻為r0,導(dǎo)軌其余部分電阻不計,且ac=bd=x1.一質(zhì)量為m,電阻不計的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.金屬棒受到一個水平拉力作用,從磁場的左邊界由靜止開始作勻加速直線運動,加速度大小為a.棒運動到cd處撤去外力,此后棒的速度vt隨位移x的變化規(guī)律滿足vt=v0-
B2L2mR
x
,且棒在運動到磁場右邊界ef處恰好靜止.求:
(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)出本題中金屬棒在區(qū)域abdc內(nèi)切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間t變化的表達式;
(2)df的長度x2應(yīng)滿足什么條件;
(3)金屬棒運動過程中流過電阻R的最大電流值和最小電流值.

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如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5+0.4(N)(為金屬棒運動速度)的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動;

(2)求磁感應(yīng)強度B的大。

(3)若撤去外力后棒的速度隨位移x的變化規(guī)律滿足,且棒在運動到ef處時恰好靜止,則外力F作用的時間為多少?

(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力,畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。

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(09·上海物理·24)如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場,磁場寬度為s。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v為金屬棒運動速度)的水平力作用,從磁場的左邊界由靜止開始運動,測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大。(已知l=1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)

(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動;

(2)求磁感應(yīng)強度B的大;

(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足vv0x,且棒在運動到ef處時恰好靜止,則外力F作用的時間為多少?

(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力,畫出棒在整個運動過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。

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