(12分)如圖甲所示,相距為L的光滑足夠長平行金屬導軌水平放置,導軌一部分處在垂直于導軌平面的勻強磁場中,OO′為磁場邊界,磁感應強度為B,導軌右側接有定值電阻R,導軌電阻忽略不計.在距OO′為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L的距離,其v-s的關系圖象如圖乙所示,求:

(1) 在金屬桿ab穿過磁場的過程中,通過ab桿的感應電流方向;

(2)金屬桿ab離開磁場后的加速度a;

(3)金屬桿ab在離開磁場前瞬間的加速度a';

(4)在整個過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少?

 

【答案】

(1)由右手定則可知,桿中電流方向為由ba.       (2分)

(2)ab桿在位移L到3L的過程中,由運動學公式得

       ①   (2分)

(3)ab桿在離開磁場前瞬間,水平方向上受安培力F和外力F作用,則

 

 

 

FBIL                             ②     (1分)

F=ma                                ③     (1分)

I=                              ④      (1分)

a=                             ⑤      (1分)

由①②③④⑤聯(lián)立解得:a=-       ⑥     (1分)

(4)ab桿在磁場中發(fā)生L位移過程中,恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產生的電能(即電阻R上產生的電熱Q1),由能量守恒定律得:

FLmvQ1                     ⑦      (2分)

聯(lián)立①③⑦解得:Q1=        ⑧       (1分)

 

 

【解析】

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?南通一模)如圖甲所示,相距為L的兩平行金屬導軌MN、PQ固定在絕緣水平面上,處于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應強度為B,導軌足夠長且電阻不計.兩相同金屬棒c和d與導軌垂直放置,它們的質量均為m,電阻均為R,間距為s0,與導軌間動摩擦因數(shù)均為μ,設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等.在t=0時刻,對c棒施加一水平向右的力,使其從靜止開始做勻加速直線運動.在t0時刻,d棒開始運動,此后保持水平力不變,由速度傳感器測得兩金屬棒的v-t圖象如圖乙所示,從t1時刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運動,此時兩金屬棒的間距為s.試求:
(1)在0至t1時間內通過c棒的電量;
(2)t0時刻回路的電功率和c棒的速度大。
(3)t1時刻開始兩金屬棒的加速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,相距為L的光滑平行金屬導軌水平放置,導軌一部分處在以OO′為右邊界勻強磁場中,勻強磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直導軌平面向下,導軌右側接有定值電阻R,導軌電阻忽略不計.在距邊界OO′也為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻r的金屬桿ab.
(1)若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L距離,其速度一位移的關系圖象如圖乙所示(圖中所示量為已知量).求此過程中電阻R上產生的焦耳熱QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.
(2)若ab桿固定在導軌上的初始位置,使勻強磁場保持大小不變,繞OO′軸勻速轉動.若從磁場方向由圖示位置開始轉過
π2
的過程中,電路中產生的焦耳熱為Q2.則磁場轉動的角速度ω大小是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,相距為L的光滑足夠長平行金屬導軌水平放置,導軌一部分處在垂直于導軌平面的勻強磁場中,OO′為磁場邊界,磁感應強度為B,導軌右側接有定值電阻R,導軌電阻忽略不計.在距OO′為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab.若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動,其速度v-位移x的關系圖象如圖乙所示,則
(1)金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應電流的方向如何?
(2)在整個過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少?
(3)ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(09年棗莊市期末)(13分)如圖甲所示,相距為L的光滑足夠長平行金屬導軌水平放置,導軌一部分處在垂直于導軌平面的勻強磁場中,OO`為磁場邊界,磁感應強度為B,導軌右側接有定值電阻R,導軌電阻忽略不計。在距OO`為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動,其速度v―位移x的關系圖象如圖乙所示,則

   (1)金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應電流的方向如何?

   (2)在整個過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少?

   (3)ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少?

   

查看答案和解析>>

同步練習冊答案