如圖所示,足夠長的金屬直導(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磁場,導(dǎo)軌的電阻不計。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始水平向右運動,桿ab在運動過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時間t后,ab桿開始做勻速直線運動,此時理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g),求:

(1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中,通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。
(1)
(2) ,

試題分析:(1) 由于ab桿做勻速直線運動,其合力必為零,因此
                  (2分)
由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,桿ab勻速運動時產(chǎn)生的電動勢
              (1分)
由閉合電路歐姆定律可知                   (1分)
              (1分)
解得                   (1分)
(2) 在加速過程中任意時刻,由牛頓第二定律可知
               (2分)


                 (2分)

               (2分)
解得:                   (2分)
又因為                (1分)
  
              (2分)
解得                    (1分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題




(1)若線框受到一個外力F作用,線框保持靜止。求:線框所受外力F的大小和方向
(2)撤去線框受到的外力F,線框如何運動?線框最大速度是多少?
(3)t=0時,線框的速度為v0,ab邊與Oy軸重合,整個磁場停止運動。線框最后停在何處?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖12-4-10所示,CDEF是固定的、水平放置的、足夠長的“U”型金屬導(dǎo)軌,整個導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強磁場中,在導(dǎo)軌上架著一個金屬棒ab,在極短時間內(nèi)給ab棒一個水平向右的沖量,使它獲得一個速度開始運動,最后又靜止在導(dǎo)軌上,則ab棒在運動過程中,就導(dǎo)軌是光滑和粗糙兩種情況相比較(    )
A.安培力對ab棒做的功相等
B.電流通過整個回路所做的功相等
C.整個回路產(chǎn)生的總熱量不同
D.a(chǎn)b棒動量的改變量相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖4-4所示,金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑,導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強磁場B,水平部分導(dǎo)軌上原來放有一根金屬桿b,已知桿的質(zhì)量為,b桿的質(zhì)量為水平導(dǎo)軌足夠長,不計摩擦,求:

小題1:(1)和b的最終速度分別是多大?
小題2:(2)整個過程中回路釋放的電能是多少?
小題3:(3)若已知、b桿的電阻之比,其余電阻不計,
整個過程中,、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在傾角為θ足夠長的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強度大小相等的勻強磁場,磁場方向一個垂直斜面向上,另一個垂直斜面向下,寬度均為L,如圖所示。一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形線框在t=0時刻以速度v0進(jìn)入磁場,恰好做勻速直線運動,若經(jīng)過時間t0,線框ab邊到達(dá)gg′與ff′中間位置時,線框又恰好做勻速運動,則下列說法正確的是(  )
A.當(dāng)ab邊剛越過ff′時,線框加速度的大小為gsinθ
B.t0時刻線框勻速運動的速度為
C.t0時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱為
D.離開磁場的過程中線框?qū)⒆鰟蛩僦本運動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一足夠長的銅管豎直放置,將一截面與銅管的內(nèi)截面相同、質(zhì)量為m的永久磁鐵塊由管上端口放人管內(nèi),不考慮磁鐵與銅管間的摩擦,磁鐵的運動速度可能是( )
A.逐漸增大到定值后保持不變
B.逐漸增大到一定值時又開始堿。缓笥衷絹碓酱
C.逐漸增大到一定值時又開始減小,到一定值后保持不變
D.逐漸增大到一定值時又開始減小到一定值之后在一定區(qū)間變動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi),框的鄰邊都互相垂直,bc邊與磁場的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始,線框勻速很長兩個磁場區(qū)域,以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢的正方向,以下四個關(guān)系示意圖中正確的是

A.

B.
 
C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

理論研究表明,無限長通電直導(dǎo)線磁場中某點的磁感應(yīng)強度可用公式表示,公式中的k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流強度、r是該點到直導(dǎo)線的距離。若兩根相距為L的無限長通電直導(dǎo)線垂直x軸平行放置,電流強度均為I,如圖所示。能正確反映兩導(dǎo)線間的磁感應(yīng)強度B與x關(guān)系的是圖中的(規(guī)定B的正方向垂直紙面向里)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,AB間距離為L,左右兩端均接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點固定連接,另一端均被固定,MN棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,導(dǎo)軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻,兩彈簧恰好處于自然長度,MN棒具有水平向左的初速度v0,經(jīng)過一段時間,MN棒第一次運動至最右端,這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則(   )
A.初始時刻棒受到安培力大小為
B.從初始時刻至棒第一次到達(dá)最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生焦耳熱小于
C.當(dāng)棒再次回到初始位置時,AB間電阻R的功率小于
D.當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時,甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案