（A）兩根足夠長的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，上端接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C．有一個質(zhì)量為m、長度為L、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab，水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且可無摩擦地滑動．空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下，以速度v勻速向上運(yùn)動，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣的阻力．求：
（1）拉力F的大�。�
（2）在ab向上運(yùn)動距離為h的過程中整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）電容器左右兩板那一板帶正電，所帶的電荷量q為多少？
解．（1）導(dǎo)體棒以速度v勻速向上運(yùn)動受到的重力、安培力和拉力的合力為0，即
F-mg-FA=0
又：FA=BIL
I=
E
R總
=
BLv
4R

所以：F=mg+
B2L2v
4R

（2）ab向上運(yùn)動距離為h的過程中，
Q=I2R總t
t=
h
v

所以：Q=
B2L2vh
4R

（3）根據(jù)右手定則可以判定出流過導(dǎo)體棒的電流從右向左，故電容器的左板帶正電荷．
UC=
R
4R
?E=
BLv
4

q=C?UC=
CBLv
4

答：（1）拉力F的大小F=mg+
B2L2v
4R

（2）整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱QQ=
B2L2vh
4R
；
（3）左板帶正電，帶電量：q=
CBLv
4
．
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

如圖所示，邊長為L、不可形變的正方形導(dǎo)體框內(nèi)有半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系為B=kt（常量k＞0）．回路中滑動變阻器R的滑動片P位于滑動變阻器中央，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢，閉合開關(guān)S后，則（　　）
A．電容器b板電勢高于a板電勢
B．只增加R2的阻值，可以使電容器中帶電量減小
C．因?yàn)殡妷罕肀粚?dǎo)體框短路，所以電壓表示數(shù)為零
D．因?yàn)檎叫螌?dǎo)體框在磁場外，所以電路中沒有感應(yīng)電流

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，電容器PQ的電容為10μF，垂直于回路的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度5×10-3T/s的變化率均勻增加，回路面積為10-2m2．則PQ兩極電勢差的絕對值為______V．P極所帶電荷的種類為______．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩條平行的光滑水平導(dǎo)軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2kg、電阻為2Ω的導(dǎo)體桿ab，導(dǎo)軌間勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里．已知R1=3Ω，R2=6Ω，電壓表的量程為0～10V，電流表的量程為0～3A（導(dǎo)軌的電阻不計(jì)）．求：
（1）將R調(diào)到30Ω時，用垂直于桿ab的力F=40N，使桿ab沿著導(dǎo)軌向右移動且達(dá)到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿ab的速度多大？
（2）將R調(diào)到3Ω時，欲使桿ab運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？
（3）在第（1）小題的條件下，當(dāng)桿ab運(yùn)動達(dá)到最大速度時突然撤去拉力，則電阻R1上還能產(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：問答題

如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長均為l、電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m，它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直豎直面向里的勻強(qiáng)磁場．開始時ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場的上邊界重合，abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場的下邊界的距離為l．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)ABCD剛?cè)窟M(jìn)入磁場時，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動．不計(jì)摩擦和空氣阻力，求：
（1）系統(tǒng)勻速運(yùn)動的速度大�。�
（2）兩線框從開始運(yùn)動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱．
（3）線框abcd通過磁場的時間．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L．垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計(jì)．如圖所示，用恒力F沿導(dǎo)軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開始運(yùn)動，桿運(yùn)動的最大速度為vm，ts末金屬桿的速度為v1，前ts內(nèi)金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：
（1）金屬桿速度為v1時加速度的大��；
（2）整個系統(tǒng)在前ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，金屬導(dǎo)軌是由傾斜和水平兩部分圓滑相接而成，傾斜部分與水平夾角θ=37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)bcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，bc=ad=s=0.20m．導(dǎo)軌上端擱有垂直于導(dǎo)軌的兩根相同金屬桿P1、P2，且P1位于ab與P2的中間位置，兩桿電阻均為R，它們與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)μ=0.30，P1桿離水平軌道的高度h=0.60m，現(xiàn)使桿P2不動，讓P1桿靜止起滑下，桿進(jìn)入磁場時恰能做勻速運(yùn)動，最后P1桿停在AA′位置．
求：（1）P1桿在水平軌道上滑動的距離x；
（2）P1桿停止后，再釋放P2桿，為使P2桿進(jìn)入磁場時也做勻速運(yùn)動，事先要把磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)為原來的多少倍？
（3）若將磁感應(yīng)強(qiáng)度B調(diào)為原來3倍，再釋放P2，問P2桿是否有可能與P1桿不碰撞？為什么？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上，線框邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R，該處空間存在一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其右邊界MN平行于ab，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，已知
t0
時刻B=
B0
．問：
（1）若線框保持靜止，則在時間
t0
內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
（2）若線框從零時刻起，在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a，經(jīng)過時間
t0
線框cd邊剛要離開邊界MN，則在此過程中拉力做的功為多少？（設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為I）
王怡同學(xué)解法：由勻加速直線運(yùn)動規(guī)律，經(jīng)過時間
t0
線框的位移為s=
1
2
a
t20
；由牛頓第二定律：F-
B0
IL=ma；所以W=Fs=
1
2
m
a2
t20
+
1
2
B0
ILa
t20
．你認(rèn)為王怡同學(xué)的解法是否正確，若不正確，請你寫出正確的解法．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在水平桌面上放置的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間串聯(lián)了一個電容為C、充電后電荷量為Q0的電容器，兩導(dǎo)軌間的距離為L；現(xiàn)將一質(zhì)量為m的裸導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上，方向與導(dǎo)軌垂直，整個裝置處在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；當(dāng)閉合開關(guān)S后，導(dǎo)體棒ab將向右運(yùn)動．若導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，忽略一切摩擦，則關(guān)于磁場方向以及閉合開關(guān)S后發(fā)生的現(xiàn)象，下列說法正確的是（　�。�
A．磁場方向豎直向上
B．電容器的電荷量將逐漸減少，直到不帶電
C．導(dǎo)體棒ab先做勻加速運(yùn)動，然后做勻減速運(yùn)動，直到靜止不動
D．導(dǎo)體棒ab先做變加速運(yùn)動，然后做勻速運(yùn)動

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案