如图所示,导线框abcd固定在竖直平面内,导线ab和cd间的宽度为l,bc间电阻阻值为R,其它电阻均可忽略.ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆的质量为m,
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如图所示,导线框abcd固定在竖直平面内,导线ab和cd间的宽度为l,bc间电阻阻值为R,其它电阻均可忽略.ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆的质量为m,
题型:成都模拟
难度:
来源:
如图所示,导线框abcd固定在竖直平面内,导线ab和cd间的宽度为l,bc间电阻阻值为R,其它电阻均可忽略.ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆,杆的质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触,且能沿导线框无摩擦地滑动,磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直.现用一恒力F竖直向上拉ef,使其由静止开始运动,当ef上升高度为h时,ef恰好做匀速运动.求:
(1)ef匀速上升的速度v的大小.
(2)ef从开始运动到上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.
答案
(1)导电杆匀速上升时,受到竖直向上的恒力F,竖直向下的安培力F
安
和重力mg,
根据平衡条件有 F-mg-BIl=0
根据法拉第电磁感应定律有 E=Blv
根据闭合电路欧姆定律有 I=
E
R
由以上各式联立解得 v=
(F-mg)
B
2
l
2
(2)导体杆上升h的整个过程中,根据能量守恒定律有
Q=(F-mg)h-
1
2
mv
2
=(F-mg)h-
m
R
2
(F-mg
)
2
2
B
4
l
4
答:(1)ef匀速上升的速度v的大小是
(F-mg)
B
2
l
2
.
(2)ef从开始运动到上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小是(F-mg)h-
m
R
2
(F-mg
)
2
2
B
4
l
4
.
举一反三
如图所示,水平放置的光滑金属框abcd单位长度电阻为r,bc=L,ab=cd=2L.长度为L的导体杆MN放在金属框上,并以匀速v从最左端向右平动.导体杆MN单位长度电阻值为2r.整个空间充满匀强磁场,磁感应强度的大小为B,方向垂直纸面(abcd平面)向里.求:
(1)当导体杆MN的位移
s
1
=
L
2
时,MN两端的电压多大?
(2)在上述位置外力F的大小是多少?
(3)当导体杆MN的位移s
2
为多大时金属框上消耗的电功率最大?最大功率为多少?
题型:不详
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|
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如图所示的电路,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小,电压表读数变大
B.电容器C上电荷量减小
C.小电泡L变暗
D.电源的总功率变大
题型:不详
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如图,电源内阻不能忽略,当滑动变阻器R的滑动触头向上移动时( )
A.理想电压表读数减小
B.R
1
消耗的功率增大
C.电源消耗的功率减小
D.理想电流表读数增大
题型:临沂模拟
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如图所示的电路中,电路消耗的总功率为40W,电阻R
1
为4Ω,R
2
为6Ω,电源内阻r为0.6Ω,电源的效率为94%,求:
(1)ab两点间的电压;
(2)电源的电动势.
题型:不详
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半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.3T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,其中a=0.2m,b=0.4m,金属环上分别接有灯L
1
、L
2
,两灯的电阻均为R=1Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒单位长度的电阻R
0
=0.5Ω/m,金属环的电阻忽略不计.求:
(1)若棒以v
0
=3m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO’的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过灯L
1
的电流;
(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL
2
O′以OO′为轴逆时针向上翻转90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为
△B
△t
=
8T
π
s
,求L
1
的功率;
(3)在问题(2)的情景后,如果磁感强度B不变,将右面的半圆环OL
2
O′以OO′为轴顺时针匀速翻转90°,分析此过程中灯L
2
的亮度如何变化?
题型:不详
难度:
|
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