如圖所示,在豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m,放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里,一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒ab,垂直于MN、PQ緊貼在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好,其接入在導(dǎo)軌間的電阻r=1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)的電路。R1=1.0Ω,R2=1.5Ω。R2兩端通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(xiàn)連接質(zhì)量M=0.12kg的正方形金屬框cdef,正方形邊長(zhǎng)L2=0.2m,每條邊的電阻r0=1.0Ω,金屬框處在一方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,不計(jì)其他電阻及摩擦,g取10m/s2。
(1)將K斷開(kāi),求棒下滑過(guò)程中達(dá)到的最大速率vm以及速率達(dá)到0.5vm時(shí)棒的加速度大;
(2)將開(kāi)關(guān)K閉合后,從棒釋放到細(xì)導(dǎo)線(xiàn)剛好沒(méi)有拉力的過(guò)程中,棒上產(chǎn)生的電熱為2J,求此過(guò)程棒下滑的h。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(1)(2)
解析試題分析:(1)當(dāng)棒達(dá)到最大速度時(shí)加速度為0,將做勻速運(yùn)動(dòng),則有受力平衡,,
由閉合電路歐姆定律得:
由電磁感應(yīng)定律得:,解得:
當(dāng)棒下落速度達(dá)到時(shí),再對(duì)棒進(jìn)行受力分析由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有:,
解得:,
(2)正方形線(xiàn)框進(jìn)行受力分析,導(dǎo)線(xiàn)剛好沒(méi)有拉力時(shí)線(xiàn)框受重力和安培力相等,設(shè)流過(guò)正方形線(xiàn)框的電流為,
線(xiàn)框受重力和安培力相等 ,
方形線(xiàn)框cd兩端的電阻 ,
兩端的電壓 ,
線(xiàn)框和的總電阻 ,
電路中的總電流
由閉合電路歐姆定律得:
又由法拉第電磁感應(yīng)定律得:
代入數(shù)據(jù)得:
設(shè)棒產(chǎn)生的內(nèi)能為Q1,外電路的電能為Q2,由能量守恒得:
,
代入數(shù)據(jù)得:
考點(diǎn):考查了導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,矩形線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)( )
A.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流 |
B.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì) |
C.線(xiàn)圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同,都是a→b→c→d |
D.線(xiàn)圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊的電動(dòng)勢(shì)大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊的電動(dòng)勢(shì) |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中,已知靈敏電流計(jì)的電流從“+”接線(xiàn)柱流入時(shí)指針從刻度盤(pán)正中間向右偏,從“—”接線(xiàn)柱流入時(shí)指針向左偏。(螺線(xiàn)管A線(xiàn)圈上端與左側(cè)接線(xiàn)柱相連,線(xiàn)圈下端與右側(cè)接線(xiàn)柱相連)
(1)合上S將線(xiàn)圈A插入B的過(guò)程中,電流表指針向____偏。
(2)合上S將線(xiàn)圈A插入B后,將變阻器觸頭向左移動(dòng)時(shí),電流表指針向____偏。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
如圖所示,一正方形導(dǎo)線(xiàn)框邊長(zhǎng)為,質(zhì)量為m,電阻為R。從某一高度豎直落入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)寬度為d,且d>l。線(xiàn)框邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框恰好做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)線(xiàn)框的速度為_(kāi)_________。若線(xiàn)框邊剛要離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線(xiàn)框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng),則線(xiàn)框在穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的電能為_(kāi)_________。(已知重力加速度為g)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,光滑絕緣水平面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線(xiàn)MN為左邊界,MN的左側(cè)有一質(zhì)量m=0.1kg,bc邊長(zhǎng)L1=0.2m,電阻R=2Ω的矩形線(xiàn)圈abcd,t=0時(shí),用一恒定拉力F拉線(xiàn)圈,使其由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間1 s,線(xiàn)圈的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN,此時(shí)立即將拉力F改為變力,又經(jīng)過(guò)1s,線(xiàn)圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線(xiàn)圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.
(1)求線(xiàn)圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線(xiàn)圈在第ls內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x;
(2)寫(xiě)出第2s內(nèi)變力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式;
(3)求出線(xiàn)圈ab邊的長(zhǎng)度L2.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(17分)如圖甲所示,、為間距=0.5m足夠長(zhǎng)的粗糙平行導(dǎo)軌,⊥,導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37°,間連接有一個(gè)的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.將一根質(zhì)量為=0.05kg、內(nèi)阻為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,當(dāng)金屬棒滑行至處時(shí)剛好達(dá)到穩(wěn)定速度,已知在此過(guò)程中通過(guò)金屬棒截面的電量=0.2C,且金屬棒的加速度與速度的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與平行。(取=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)金屬棒的內(nèi)阻;(2)金屬棒滑行至處的過(guò)程中,電阻上產(chǎn)生的熱量。
|
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,足夠長(zhǎng)的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連,平行地固定在水平桌面上,導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置,其質(zhì)量為m,電阻為r,金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab,使之由圖中位置從靜止開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng),桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時(shí)間t后,ab桿開(kāi)始做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g),求:
(1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度vm;
(2) ab桿在加速過(guò)程中,通過(guò)R的電量q及ab桿在加速過(guò)程中的位移大小x。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)如圖所示,兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長(zhǎng)度均為l的導(dǎo)體棒a、b,用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略的、不可伸長(zhǎng)的柔軟長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)連接后,b放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上,a靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上;兩根導(dǎo)體棒均與桌子邊緣平行。整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。開(kāi)始時(shí)兩棒靜止,自由釋放后開(kāi)始運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒a在落地前就已勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)導(dǎo)體棒b仍未離開(kāi)桌面。已知兩條導(dǎo)線(xiàn)除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài),導(dǎo)線(xiàn)與桌子側(cè)棱間無(wú)摩擦。
(1)試求導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小。
(2)從自由釋放到剛勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,若通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為q,求該過(guò)程中系統(tǒng)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:計(jì)算題
如圖甲所示,一個(gè)圓形線(xiàn)圈的匝數(shù)n="1" 000,線(xiàn)圈面積S="200" cm2,線(xiàn)圈的電阻r="1" Ω,線(xiàn)圈外接一個(gè)阻值R="4" Ω的電阻,把線(xiàn)圈放入一方向垂直線(xiàn)圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。求:
(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(2)前4 s內(nèi)通過(guò)R的電荷量;
(3)線(xiàn)圈電阻r消耗的功率。
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉歷史虛無(wú)主義有害信息舉報(bào)專(zhuān)區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專(zhuān)區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話(huà):027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com