題目列表(包括答案和解析)
在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中,有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、e f,其寬度為1 m,其下端與電動(dòng)勢為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接,質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng),如圖所示,除電源內(nèi)阻外,其他一切電阻不計(jì),g=10 m/s2,從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中
A.電源所做的功等于金屬棒重力勢能的增加
B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱
C.勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬棒速度為20 m/s
D.勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)通過金屬棒中的電流的值是2A
在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中,有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、e f,其寬度為1 m,其下端與電動(dòng)勢為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接,質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng),如圖所示,除電源內(nèi)阻外,其他一切電阻不計(jì),g=10 m/s2,從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中
A.電源所做的功等于金屬棒重力勢能的增加
B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱
C.勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)金屬棒速度為20 m/s
D.勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)通過金屬棒中的電流的值是2A
圖
(1)電阻R中的電流大小和方向;
(2)使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力;
(3)金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢差;
(4)ab棒向左勻速移動(dòng)L′=
如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T的勻強(qiáng)磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1 m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ,導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì).在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)N、Q之間連接一阻值R=0.3 Ω的電阻,導(dǎo)軌上跨放著一根長為L=0.2 m、每米長電阻r=2.0 Ω/m的金屬棒ab,金屬棒與導(dǎo)軌正交,交點(diǎn)為c、d.當(dāng)金屬棒以速度v=4.0 m/s向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),試求:
(1)電阻R中電流的大小和方向;
(2)金屬棒ab兩端點(diǎn)間的電勢差.
在方向水平方向上有磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場中,有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、ef,其寬度為1 m,其下端與電動(dòng)勢為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接,質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng),如圖所示,除電源內(nèi)阻外,其他一切電阻不計(jì),(g=10 m/s2),從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中
A.電源所做的功等于金屬棒重力勢能的增加
B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱[來源:ZXXK]
C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20 m/s
D.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2 A
1.B.提示:將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型,如圖
2.CD 3.AD
4.Q=IΔt=或Q=
5.(1)3.2×10-2 N (2)1.28×10-2 J
提示:將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.
6.(1)電壓表 理由略
(2)F=1.6 N (3)Q=
7.(1)如圖所示,當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中,受力情況如圖所示.安培力:F安=BIl=B
根據(jù)牛頓第二定律:a= ①
所以,EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值vm.
由①式中a=0有:Mgsinθ-B
vm=
(2)由恒力F推至距BD端s處,棒先減速至零,然后從靜止下滑,在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速.
設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中,轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律:
Fs-ΔE=Mvm2 ③
ΔE=Fs-M()2 ④
8.(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為
E1=Bl=Bl2ω=×0.4×103×(0.5)2 V=50 V.
(2)兩根棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小相同、方向相同(從邊緣指向中心),相當(dāng)于四個(gè)電動(dòng)勢和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián),得總的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻
為E=E1=50 V,r=R0=0.1 Ω
當(dāng)電鍵S斷開時(shí),外電路開路,電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢,為50 V.
當(dāng)電鍵S′接通時(shí),全電路總電阻為
R′=r+R=(0.1+3.9)Ω=4Ω.
由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度(即電流表示數(shù))為
I= A=
此時(shí)電壓表示數(shù)即路端電壓為
U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V(電壓表示數(shù))
或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V
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