如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强
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如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强
题型:不详
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如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,导轨上端跨接一定值电阻R,导轨电阻不计.整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强磁场中,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为s时,速度达到最大值v
m
,重力加速度为g.求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热.
答案
(1)设匀强磁场的磁感应强度为B,则金属棒达到最大速度时,产生的电动势E=BLv
m
. ①
回路中产生的感应电流I=
E
R+r
②
金属棒所受的安培力F=BIL ③
cd棒所受合外力为零时,下滑的速度最大,则
F=mgsinα ④
由①②③④得,B=
1
L
mg(R+r)sinα
v
m
,
(2)设电阻R上产生的电热为Q,整个电路产生的电热为Q
总
,则
mgsin
α=
1
2
m
v
m
2
+
Q
总
⑤
Q=
R
R+r
Q
总
联立解得
Q=
mR(2gsinα-
v
m
2
)
2(R+r)
.
答:(1)匀强磁场的磁感应强度大小为
1
L
mg(R+r)sinα
v
m
.
(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中,电阻R上产生的电热为
Q=
mR(2gsinα-
v
m
2
)
2(R+r)
.
举一反三
如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,平放在光滑的水平桌面上,磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上.t=0s时,金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合.在力F作用下金属线框由静止开始向左运动.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示.已知金属线框的总电阻为R=4.0Ω.
(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向;
(2)t=5.0s时,金属线框的速度v;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少?
(4)金属线框即将离开磁场时拉力F的大小.
题型:不详
难度:
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如图所示,ef,gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=1.5Ω的电阻,将一根质量m=0.2kg、电阻r=0.5Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度v
1
是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度v
2
是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒的速度达到v
3
=2.5m/s时的加速度是多少?
(4)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒从开始运动到速度v
4
=2m/s的过程中电阻R产生的热量为6.45J,则该过程所需的时间是多少?
题型:不详
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电路如图所示.当变阻器R的阻值增大时,R
0
的电功率______(填:增大、减小或不变),R
1
的电功率______(填:增大、减小或不变),R
2
的电功率______(填:增大、减小或不变),R
3
的电功率______(填:增大、减小或不变).
题型:不详
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|
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如图所示的电路中,R
1
是定值电阻,R
2
是光敏电阻,电源的内阻不能忽略.闭合开关S,当光敏电阻上的关照强度增大时,下列说法中正确的是( )
A.通过R
2
的电流减小
B.电源的路端电压减小
C.电容器C所带的电荷量增加
D.电源的效率增大
题型:不详
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如图所示,把两个电源的U-I关系曲线取相同的坐标,画在同一坐标系中,由图象可得出的正确结论是( )
A.E
1
=E
2
,内电阻r
1
>r
2
B.E
1
=E
2
,发生短路时I
1
>I
2
C.E
1
<E
2
,内电阻r
1
>r
2
D.E
1
<E
2
,发生短路时I
1
>I
2
题型:不详
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