兩根相距為L(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,上端通過(guò)導(dǎo)線連接阻值為R的電阻.現(xiàn)有n個(gè)條形勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向與導(dǎo)軌平面垂直,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為a,間距也為a.一個(gè)質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒(電阻不計(jì))與導(dǎo)軌垂直,在距磁場(chǎng)區(qū)域1為a的位置由靜止開始釋放,此后一直沒有離開導(dǎo)軌,且每當(dāng)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域均做勻速運(yùn)動(dòng).求
(1)區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
(2)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域2的時(shí)間;
(3)導(dǎo)體棒從開始下落到穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域n的過(guò)程中,電阻R上總共產(chǎn)生的電熱.
(1)棒子自由下落a,根據(jù)機(jī)械能守恒得,
v=
2ga

進(jìn)入Ⅰ區(qū)域后,導(dǎo)棒做勻速運(yùn)動(dòng),mg=BIL
所以B=
mR
2ga
2aL2

(2)可以用磁場(chǎng)外兩個(gè)連續(xù)勻變速運(yùn)動(dòng)求速度v2
v22-02=2g?2a v2=
4ga

導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域2的時(shí)間
t=
a
v2
=
a
4ga
=
ag
2g

(3)棒在磁場(chǎng)外運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)械能守恒,進(jìn)入后動(dòng)能不變,勢(shì)能減小,減小額勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電熱.
Q=nmga.
答:(1)區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=
mR
2ga
2aL2

(2)導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域2的時(shí)間為
ag
2g

(3)導(dǎo)體棒從開始下落到穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域n的過(guò)程中,電阻R上總共產(chǎn)生的電熱為nmga.
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:單選題

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有關(guān)說(shuō)法正確的是( 。
A.只要穿過(guò)閉合電路中的磁通量不為零,電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.穿過(guò)閉合電路中的磁通量減少,則電路中感應(yīng)電流就減小
C.穿過(guò)閉合電路中的磁通量越大,則電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
D.穿過(guò)閉合電路的磁通量變化越快,閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,光滑的“Π”形金屬導(dǎo)體框豎直放置,質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好,磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反,但均垂直于框架平面,分別處在abcd和cdef區(qū)域.現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN,金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域abcd后恰好做勻速運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的有( 。
A.若B2=B1,則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后將加速下滑
B.若B2=B1,則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后仍將保持勻速下滑
C.若B2<B1,則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑
D.若B2>B1,則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先減速后勻速下滑

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.矩形導(dǎo)線框ab邊長(zhǎng)為l1,bc邊長(zhǎng)為l2,導(dǎo)線框的質(zhì)量為m,電阻為R.磁場(chǎng)方向垂直于線框平面向里,磁場(chǎng)高度H>l2.線框從某高處由靜止落下,當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向下、大小為
3g
5
;當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí),線框的加速度方向向上、大小為
g
5
.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框平面位于豎直平面內(nèi),上、下兩邊總平行于PQ.空氣阻力不計(jì),重力加速度為g.求:
(1)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),通過(guò)線框?qū)Ь中的電流;
(2)線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度大;
(3)線框abcd從全部在磁場(chǎng)中開始到全部穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)線框?qū)Ь橫截面的電荷量.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

在如圖所示的傾角為θ的滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,磁場(chǎng)的寬度均為L(zhǎng),一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框,由靜止開始沿斜面下滑,
t1
時(shí)ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū),此時(shí)線框恰好以速度
v1
做勻速直線運(yùn)動(dòng);
t2
時(shí)ab邊下滑到JP與MN的中間位置,此時(shí)線框又恰好以速度
v2
做勻速直線運(yùn)動(dòng).重力加速度為g,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.線框兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度之比
v1
v2
=2:1
B.從
t1
t2
過(guò)程中,線框中通過(guò)的電流方向先是由盤a→d→c→b,然后是從a→b→c→d
C.從
t1
t2
過(guò)程中.線框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少量
D.從
t1
t2
,有
3mgsinθL
2
+
m(
v21
-
v22
)
2
的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置、足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒ab,ab棒有電阻,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),導(dǎo)軌的一端接一滑動(dòng)變阻器R,電路中還連接理想電表,整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.現(xiàn)使ab以速度υ向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),改變滑動(dòng)變阻器的阻值,則電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)的關(guān)系圖線為下面的哪個(gè)圖線?( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,兩根等高光滑的
1
4
圓弧軌道,半徑為r、間距為L(zhǎng),軌道電阻不計(jì).在軌道頂端連有一阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑,到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg.整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好,求:
(1)棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小和通過(guò)電阻R的電流.
(2)棒從ab下滑到cd過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過(guò)R的電荷量.
(3)若棒在拉力作用下,從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則在到達(dá)ab的過(guò)程中拉力做的功為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在水平面內(nèi)固定一光滑“U”型導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距L=1m,整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度B=0.5T.一導(dǎo)體棒以v0=2m/s的速度向右切割勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)體棒在回路中的電阻r=0.3Ω,定值電阻R=0.2Ω,其余電阻忽略不計(jì).求:
(1)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(2)R上消耗的電功率;
(3)若在導(dǎo)體棒上施加一外力F,使導(dǎo)體棒保持勻速直線運(yùn)動(dòng),求力F的大小和方向.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,M1N1與M2N2是位于同一水平面內(nèi)的兩條平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直,ab與ef為兩根金屬桿,與導(dǎo)軌垂直且可在導(dǎo)軌上滑動(dòng),金屬桿ab上有一伏特表,除伏特表外,其他部分電阻可以不計(jì),則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若ab固定ef以速度v滑動(dòng)時(shí),伏特表讀數(shù)為BLv
B.若ab固定ef以速度v滑動(dòng)時(shí),ef兩點(diǎn)間電壓為零
C.當(dāng)兩桿以相同的速度v同向滑動(dòng)時(shí),伏特表讀數(shù)為零
D.當(dāng)兩桿以相同的速度v同向滑動(dòng)時(shí),伏特表讀數(shù)為2BLv

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同步練習(xí)冊(cè)答案