如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁

如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁

题型:上海模拟难度:来源:
如图所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动.已知在导体棒运动的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.磁感应强度的大小为B,方向如图.当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r,导体棒ab的质量为m.求:
(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
(2)弹簧的劲度系数k;
(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.魔方格
答案
(1)设ab棒在导轨之间的长度为l,有效电动势:E=Blv0
由欧姆定律得I=
Blv0
3lr
=
Bv0
3r
                   
(2)设O点到ab棒距离为x,则ab棒的有效长度:l′=2xtan30°=
2


3
3
x
  
∵ab棒做匀速运动,∴kx=BIl′
k=
BIl′
x
=
B-
Bv0
3r
-
2


3
3
x
x
=
2


3
B2v0
9r
                    
(3)裸导线最终只能静止于O点,故其动能全部转化为焦耳热,即
Q=
1
2
m
v20
         
Qab=
Q
3
=
m
v20
6
                                               
答:(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小
Bv0
3r

(2)弹簧的劲度系数k=
2


3
B2v0
9r

(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量
m
v20
6
举一反三
两根水平平行固定的光滑金属导轨宽为L,足够长,在其上放置两根长也为L且与导轨垂直的金属棒ab和cd,它们的质量分别为2m、m,电阻阻值均为R(金属导轨及导线的电阻均可忽略不计),整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.

魔方格

(1)现把金属棒ab锁定在导轨的左端,如图甲,对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F,使金属棒cd向右沿导轨运动,当金属棒cd的运动状态稳定时,金属棒cd的运动速度是多大?
(2)若对金属棒ab解除锁定,如图甲,对cd施加与导轨平行的水平向右的恒力F,使金属棒cd向右沿导轨运动,简述金属棒ab和金属棒cd的运动情况,求出整个电路最终的发热功率?
(3)若对金属棒ab解除锁定,如图乙,使金属棒cd获得瞬时水平向右的初速度v0,当它们的运动状态达到稳定的过程中,金属棒ab中产生的热量是多少?
题型:不详难度:| 查看答案
如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值,已知图线的斜率为k.若用该电阻与电池(电动势为E、内阻为r)、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起来,连接成如图乙所示的电路.用该电阻做测温探头,把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”. 
(1)根据图甲,温度为t(t>0℃)时电阻R的大小为______.
(2)在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系.请用E、R0、R′(滑动变阻器接入电路的阻值)、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=______.
(3)如果某次测量时,指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央,则测量值______15℃(填“大于”、“小于”或“等于”).魔方格
题型:静安区一模难度:| 查看答案
如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示.两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L(L>s)的正方形线框,每边的电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v水平向右匀速运动,从Ⅰ区经过Ⅱ区完全进入Ⅲ区,线框ab边始终与磁场边界平行.求:
(1)当ab边在Ⅱ区运动时,dc边所受安培力的大小和方向;
(2)线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热;
(3)请在图乙的坐标图中画出,从ab边刚进入Ⅱ区,到cd边刚进入Ⅲ区的过程中,
d、a两点间的电势差Uda随时间t变化的图线.其中E0=BLv.

魔方格
题型:西城区一模难度:| 查看答案
如图所示,竖直平面内有两根很长的金属导轨MN、PQ,处于B=0.5T的水平匀强磁场中,两导轨中连有两个电阻均为0.2Ω.额定功率均为5W的小灯泡,如图所示.质量m=50g、长L=0.5m、电阻r=0.2Ω的金属棒ab可沿导轨做无摩擦滑动,导轨电阻不计.导轨与金属棒接触始终良好.则:
(1)棒要以多大速度向上移动,才能使灯泡正常发光?
(2)若让金属棒自由下落,当速度达到稳定后灯泡能否正常发光?魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
在如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化.图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流的变化的情况.其中图线d表示的是电压表______(选填“V1”、“V2”或“V3”)的示数随电流变化的情况,在此过程中电压表V1示数变化量△U1和电流表示数变化量△I的比值______(选填“变大”、“变小”或“不变”).魔方格
题型:闵行区三模难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.