【題目】如圖所示,寬度L0.5 m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi),并處在磁感應強度大小B0.4 T,方向豎直向下的勻強磁場中,框架的電阻非均勻分布.將質(zhì)量m0.1 kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上,并與框架接觸良好.以P為坐標原點,PQ方向為x軸正方向建立坐標.金屬棒從處以的初速度,沿x軸負方向做的勻減速直線運動,運動中金屬棒僅受安培力作用.求:

(1)金屬棒ab運動0.5 m,框架產(chǎn)生的焦耳熱Q;

(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系;

(3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4 s過程中通過ab的電荷量q,某同學解法為:先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運動距離x,以及0.4 s時回路內(nèi)的電阻R,然后代入求解.指出該同學解法的錯誤之處,并用正確的方法解出結(jié)果.

【答案】(1)0.1 J (2) (3)

【解析】

(1)金屬棒僅受安培力作用,其大小

金屬棒運動0.5 m,框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功

所以.

(2)金屬棒所受安培力為

所以

由于棒做勻減速直線運動

所以

(3)錯誤之處是把0.4 s時回路內(nèi)的電阻R代入進行計算.

正確的解法是

因為

所以

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一同學測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.

1如圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處______________________

2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:

根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V;內(nèi)阻為__________Ω

R

8.0

7.0

6.0

5.0

4.0

I/A

0.15

0.17

0.19

0.22

0.26

/A–1

6.7

6.0

5.3

4.5

3.8

3)為了得到更準確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應為_______V;內(nèi)阻應為_____Ω

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【題目】如圖所示,電源電動勢E2 V,內(nèi)電阻r0.5 Ω,豎直導軌電阻可忽略,金屬棒的質(zhì)量m0.1 kg,電阻R0.5 Ω,它與導軌的動摩擦因數(shù)μ0.4, 有效長度為L0.2 m,為了使金屬棒能夠靠在導軌外面靜止不動,我們施一與紙面成30°角向里且與金屬棒垂直的磁場,問磁場方向是斜向上還是斜向下?磁感應強度B的范圍是多大?(g10 m/s2)

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【題目】如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上,每根導軌每米的電阻為r00.10Ω/m,導軌的端點P、Q用電阻可以忽略的導線相連,兩導軌間的距離l0.20m。有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面,已知磁感應強度B與時間t的關(guān)系為Bkt,比例系數(shù)k0.020T/s。一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦低滑動,在滑動過程中保持與導軌垂直。在t0時刻,金屬桿緊靠在PQ端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒,求?/span>t6.0s時金屬桿所受的安培力。

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【題目】如圖甲所示,豎直平面內(nèi)有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置,兩導軌間距d=0.5 m,上端通過導線與阻值為R=2 Ω的電阻連接,下端通過導線與阻值為RL=4 Ω的小燈泡L連接,在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,CE長為2 m.t=0時,電阻也為R=2 Ω的金屬棒以某一初速度從AB位置緊貼導軌向下運動,當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中,小燈泡的亮度始終沒有發(fā)生變化,g10 m/s2.:

(1)通過小燈泡的電流大小;

(2)金屬棒的質(zhì)量;

(3)t=0.25 s時金屬棒兩端的電勢差.

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【題目】在直角坐標系xOy平面內(nèi)有一磁場邊界圓,半徑為R,圓心在坐標原點O,圓內(nèi)充滿垂直該平面的勻強磁場,緊靠圓的右側(cè)固定放置與y軸平行的彈性擋板,如圖所示。一個不計重力的帶電粒子以速度v0A點沿負y方向進入圓內(nèi),剛好能垂直打在擋板B點上,若該粒子在A點速度v0向右偏離y60°角進入圓內(nèi),粒子與檔板相碰時間極短且無動能損失,則該粒子( 。

A.B點上方與擋板第二次相碰

B.經(jīng)過時間第二次射出邊界圓

C.第二次與擋板相碰時速度方向與擋板成60°

D.經(jīng)過時間第二次與擋板相碰

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某裝置用磁場控制帶電粒子的運動,工作原理如圖所示.裝置的長為 L,上下兩個相同的矩形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁感應強度大小均為B、方向與紙面垂直且相反,兩磁場的間距為d.裝置右端有一收集板,M、N、P為板上的三點,M位于軸線OO′上,N、P分別位于下方磁場的上、下邊界上.在紙面內(nèi),質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入,方向與軸線成30°角,經(jīng)過上方的磁場區(qū)域一次,恰好到達P點.改變粒子入射速度的大小,可以控制粒子到達收集板上的位置.不計粒子的重力.

(1)求磁場區(qū)域的寬度h;

(2)欲使粒子到達收集板的位置從P點移到N點,求粒子入射速度的最小變化量Δv;

(3)欲使粒子到達M點,求粒子入射速度大小的可能值.

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【題目】如圖所示,一平行板電容器跟一電源相接,當S閉合時,平行板電容器極板、間的一帶電液滴恰好靜止。(1)若將兩板間距離增大為原來的兩倍,那么液滴的運動狀態(tài)如何變化;(2)若先將S斷開,再將兩板間距離增大為原來的兩倍,液滴的運動狀態(tài)又將如何變化。

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【題目】如圖所示,兩塊長方體滑塊AB疊放在傾角為θ的斜面體C上。已知AB質(zhì)量分別為m1m2,AC的動摩擦因數(shù)為μ1,BA的動摩擦因數(shù)為2.兩滑塊AB在斜面體上以相同加速度自由下滑,斜面體C在水平地面上始終保持靜止,則下列說法正確的是(

A.斜面C受到地面的靜摩擦力方向水平向左

B.滑塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)1tanθ

C.滑塊A受到斜面對其摩擦力的大小為1m1+m2gcosθ

D.滑塊B所受的摩擦力大小為2m2gcosθ

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