如圖所示,一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L,距左端L處的中間連有一段傾角為θ的光滑傾斜導(dǎo)軌,其下端用一光滑小圓弧與右端的水平導(dǎo)軌相接,導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上.斜面導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng),右段水平區(qū)域存在恒定的、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,其磁感應(yīng)強(qiáng)度B2待求.左段水平區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律為,式中B0k都是已知常數(shù).在斜面軌道頂端,放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab,與導(dǎo)軌左段形成閉合回路.設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g

(1)問(wèn)金屬棒在傾斜面軌道上滑動(dòng)時(shí),回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變?為什么?

(2)求金屬棒在傾斜軌道上滑動(dòng)的時(shí)間內(nèi),回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量;

(3)若在金屬棒滑到傾斜軌道底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2后剛好做勻速運(yùn)動(dòng),求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大�。�

 

 

 

 

【答案】

 解析:(1)感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變.因?yàn)榻饘侔艋綄?dǎo)軌上的任意位置時(shí),回路中的磁通量的變化率相同.………(3分)

(2)金屬棒在斜面導(dǎo)軌上滑行的加速度為:a=g·sinθ………(1分)

而斜面的長(zhǎng)度為         解得:………(1分)

設(shè)金屬棒在斜面導(dǎo)軌上滑行時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E0,感應(yīng)電流為I,感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為Q,

由法拉第電磁感應(yīng)定律得 ………(1分)

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得 ………(1分)

由焦耳定律得:………(1分)

(3)設(shè)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B2瞬間的速度為υ,金屬棒在傾斜軌道上下滑的過(guò)程中機(jī)械能守恒,

………(1分)

因?yàn)榻饘侔艋絻A斜軌道底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2后剛好做勻速運(yùn)動(dòng),所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零.即回路中的磁通量不變.所以有

 ………(2分)  解得:………(1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:

(2010?嘉定區(qū)一模)如圖所示,一端封閉的粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管,開(kāi)口向下豎直放置.用一段長(zhǎng)為15cm的水銀柱在管中封有15cm長(zhǎng)的空氣柱,大氣壓強(qiáng)是75cmHg,此時(shí)氣體的壓強(qiáng)為
60
60
 cmHg.在距管頂20cm處的A點(diǎn),玻璃管出現(xiàn)了一個(gè)小孔,則穩(wěn)定時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度是
12.86
12.86
 cm(溫度保持不變).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一端封閉的均勻細(xì)玻璃管開(kāi)口向下豎直插入深水銀槽內(nèi),管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣,開(kāi)始時(shí)管頂距水銀槽面的高度為50cm,管內(nèi)外水銀面高度差為30cm.現(xiàn)保持溫度不變,將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口未離開(kāi)槽中水銀),使管內(nèi)外水銀面高度差為45cm.設(shè)水銀槽面的高度變化可忽略不計(jì),大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg,環(huán)境溫度為27℃.
(1)求此時(shí)管頂距水銀槽面的高度.
(2)若保持(1)中管頂距水銀槽面的高度不變,將環(huán)境溫度降為-3℃,求此時(shí)管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2004?汕頭模擬)如圖所示,一端封閉的玻璃管開(kāi)口向下豎直倒插在水銀槽中,其位置保持固定.已知封閉端內(nèi)有少量空氣.若大氣壓強(qiáng)變小一些,則管中在水銀槽水銀面上方的水銀柱高度h和封閉端內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p將如何變化?( �。�

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一端封閉的U形管中,水銀柱封閉了一段L1=19cm長(zhǎng)的空氣柱,水銀柱兩側(cè)水銀面的高度差h=4cm,右側(cè)水銀面距開(kāi)口端L2=20cm,當(dāng)U形管豎直放置自由下落時(shí),兩側(cè)水銀面的高度差為h'應(yīng)為
6
6
cm,如將右端口封閉后,再讓它自由下落,這時(shí)兩側(cè)水銀面的高度差h″應(yīng)為
5
5
cm,(大氣壓強(qiáng)為76cmHg)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,一端封閉的均勻玻璃管長(zhǎng)H=60cm,開(kāi)口端豎直向上,用水銀封住一定量的空氣,水銀柱長(zhǎng)h=19cm,空氣柱長(zhǎng)L1=20cm,初始溫度為t1=27℃.(已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg)求:
(1)初始玻璃管內(nèi)封閉氣體壓強(qiáng)p1
(2)將玻璃管緩緩順時(shí)針轉(zhuǎn)90°,直至玻璃管水平時(shí),空氣柱長(zhǎng)度L2
(3)保持玻璃管水平,對(duì)氣體緩慢加熱,則溫度至少升高至多少攝氏度時(shí)水銀全部從管中溢出.

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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