如圖甲所示,光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌相距L=0.2m,導(dǎo)軌左端接有規(guī)格為“0.6V,0.6W”的小燈泡,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面,導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,在水平拉力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),此過(guò)程中小燈泡始終正常發(fā)光,已知導(dǎo)軌MN、PQ與導(dǎo)體棒的材料相同,每米長(zhǎng)度的電阻r=0.5Ω,其余導(dǎo)線電阻不計(jì),導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=0.1kg,導(dǎo)體棒到左端MP的距離為x.

(1)求出導(dǎo)體棒ab的速度v與x的關(guān)系式;
(2)在圖乙所給坐標(biāo)中準(zhǔn)確畫(huà)出aMPba回路的電功率P與x的關(guān)系圖象(不必寫(xiě)出分析過(guò)程,只根據(jù)所畫(huà)圖象給分);
(3)求出導(dǎo)體棒從x1=0.1m處運(yùn)動(dòng)到x2=0.3m處的過(guò)程中水平拉力所做的功.
(1)導(dǎo)體棒接入電路的電阻R0=0.2×0.5Ω=0.1Ω
燈泡正常發(fā)光,由P=UI得電路中電流I=
P
U
=1A
燈泡電阻R=
U
I
=0.6Ω
ab切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv
根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=
E
R0+R燈+2xr

綜合上述各式,代入數(shù)據(jù)后得v=(5x+3.5)m/s
(2)如圖所示:

(3)x1=0.1m時(shí),速度v1=4m/s,x2=0.3m時(shí),速度v2=5m/s
根據(jù)動(dòng)能定理可得W+W=
1
2
mv22-
1
2
mv12
其中安培力所做的功W=-BIL△x
解得W=0.49J
答:(1)導(dǎo)體棒ab的速度v與x的關(guān)系式為v=(5x+3.5)m/s
(2)電功率P與x的關(guān)系圖象如圖所示:
(3)水平拉力所做的功為0.49J.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,兩足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置,與水平面間的夾角為θ=37°,兩導(dǎo)軌之間距離為L(zhǎng)=0.2m,導(dǎo)軌上端m、n之間通過(guò)導(dǎo)線連接,有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上,虛線ef為磁場(chǎng)邊界,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2.0T.一質(zhì)量為m=0.05kg的光滑金屬棒ab從距離磁場(chǎng)邊界0.75m處由靜止釋放,金屬棒接入兩軌道間的電阻r=0.4Ω,其余部分的電阻忽略不計(jì),ab、ef均垂直導(dǎo)軌.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)ab棒最終在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度;
(2)ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng),水平地放置在傾角為θ的光滑斜面上,通以圖示方向的電流,電流強(qiáng)度為I,要求導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上.求:
(1)若磁場(chǎng)方向豎直向上,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大?
(2)若要求磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小方向如何?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)(B=0.4T)中,電阻為1.5Ω的金屬桿以速度v=5m/s勻速向右平移,R=3.5Ω,導(dǎo)軌間距L=0.2m且光滑并電阻不計(jì),求:
(1)回路中的感應(yīng)電流是多少?
(2)電阻R兩端的電壓是多少伏?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向上,在磁場(chǎng)中有一個(gè)總電阻為R、每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框abcd,其中ab、cd邊質(zhì)量均為m,其它兩邊質(zhì)量不計(jì),cd邊裝有固定的水平軸.現(xiàn)將金屬框從水平位置無(wú)初速釋放,如圖所示,若不計(jì)一切摩擦,金屬框經(jīng)時(shí)間t剛好到達(dá)豎直面位置a′b′cd.
(1)ab邊到達(dá)最低位置時(shí)感應(yīng)電流的方向;
(2)求在時(shí)間t內(nèi)流過(guò)金屬框的電荷量;
(3)若在時(shí)間t內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求ab邊在最低位置時(shí)受的磁場(chǎng)力多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ=30°角放置,一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌上端M與P間連接阻值為R=0.30Ω的電阻,長(zhǎng)L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上,現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始下滑,其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示,導(dǎo)軌電阻不計(jì),g=10m/s2
時(shí)間t(s)00.100.200.300.400.500.600.70
下滑距離x(m)00.020.080.170.270.370.470.57
求:(1)在0.4s時(shí)間內(nèi),通過(guò)金屬棒ab截面的電荷量
(2)金屬棒的質(zhì)量
(3)在0.7s時(shí)間內(nèi),整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,甲中有兩條不平行軌道而乙中的兩條軌道是平行的,其余物理?xiàng)l件都相同.金屬棒MN都正在軌道上向右勻速平動(dòng),在棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,將觀察到( 。
A.L1,L2小電珠都發(fā)光,只是亮度不同
B.Ll,L2都不發(fā)光
C.L2發(fā)光,Ll不發(fā)光
D.Ll發(fā)光,L2不發(fā)光

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,將邊長(zhǎng)為l、總電阻為R的正方形閉合線圈,從磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以速度v勻速拉出(磁場(chǎng)方向,垂直線圈平面)
(1)所用拉力F=______. 
(2)拉力F的功率PF=______.
(3)線圈放出的熱量Q=______.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,質(zhì)量為m,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框,在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h高處由靜止自由下落,線框的總電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為2L.線框下落過(guò)程中,ab邊始終與磁場(chǎng)邊界平行且處于水平方向.已知ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).求:
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度;?
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,產(chǎn)生的焦耳熱.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案