(15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距m,导轨平面与水平面成角,上端连接阻值为的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度

(15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距m,导轨平面与水平面成角,上端连接阻值为的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度

题型:不详难度:来源:
(15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距m,导轨平面与水平面成角,上端连接阻值为的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度T.质量为kg、电阻为的金属棒,以初速度从导轨底端向上滑行,金属棒在安培力和一平行于导轨平面的外力的共同作用下做匀变速直线运动,速度-时间图像如图所示.设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为.(m/s2),求:

(1)金属棒产生的感应电动势的最大值和电阻消耗的最大功率?
(2)当金属棒速度为向上3m/s时施加在金属棒上外力F的大小和方向?
(3)请求出金属棒在整个运动过程中外力随时间t变化的函数关系式.
答案
(1)(2)平行于斜面向上(3)   (2<t<4) 方向平行于斜面向下为正
解析
(1)(4分)当t=0时,速度最大时,感应电动势最大,R上消耗功率最大。
E=BLV0        (1分)   E =0.4×1×6V=2.4V;  (1分)     
PR=I2R=  (2分) 
(2)(5分)当金属棒速度为v=3m/s时,加速度为沿斜面向下(1分)
     (1分)
由牛顿第二定律得(取沿斜面向下为正方向): (1分)
, (1分) 平行于斜面向上 (1分)                              
(3)(6分) 由图可知速度 (沿斜面向上为正方向) (1分)
安培力 :(沿斜面向下为正方向)(1分)
上升阶段由牛顿第二定律: (1分)
代入得:F=1.32-0.16t,(0<t<2)   (1分)     方向平行于斜面向上为正
下降时,摩擦力方向改变,安培力随速度改变而改变
(1分)
   (2<t<4) (1分) 方向平行于斜面向下为正
本题考查电磁感应现象与电路和牛顿第二定律的结合问题,由E=BLV求出感应电动势,由电功率公式求得第一问,由加速度概念求得加速度大小,由安培力公式F=BIL求得安培力,再由牛顿第二定律可求得拉力大小
举一反三
(18分)如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距0.5 m,与水平面夹角为30°,不计电阻,广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=0.4 T,垂直导轨放置两金属棒,长度均为0.5 m,电阻均为0.1Ω,质量分别为0.1 kg和0.2 kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动。现棒在外力作用下,以恒定速度ν=1.5m/s沿着导轨向上滑动,棒则由静止释放。试求:(取g="10" m/s2

(1)金属棒产生的感应电动势;
(2)闭合回路中的最小电流和最大电流;
(3)金属棒的最终速度。
题型:不详难度:| 查看答案
(18分)
如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求

(1)ab棒的加速度大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;
(4)求cd棒达到最大速度所需的时间.
题型:不详难度:| 查看答案
(18分)如图所示,在y轴左侧有一匀强电场,场强大小为E,方向与x轴平行且沿x轴正向,在y轴右侧有一匀强磁场,方向垂直纸面向外。现将一挡板放在第一象限内,其与x、y轴的交点M、N到坐标原点的距离均为2L。有一质量为m电荷量为+q的粒子在第二象限内从距x轴为L、y轴为4L的P点由静止释放(不计重力),粒子与挡板碰后电荷量不变,速度大小不变方向变为沿y轴正向,当粒子第一次到达y轴时电场消失。求:

(1)粒子第一次到达y轴时距坐标原点多远?
(2)若使粒子再次打到档板上,磁感应强度的大小的取值范围?
题型:不详难度:| 查看答案
在如图所示的空间中,存在场强为E的匀强电场,同时存在沿x轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场,一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动.据此可以判断出(    )
A.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小;沿z轴正方向电势升高
B.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增大;沿z轴正方向电势降低
C.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势升高
D.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势降低

题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,在它正前方有一个静止在绝缘小支架上不带电的液滴b,带电液滴a与液滴b发生正碰,在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c.若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力,则液滴c离开支架后(    )
A.一定做曲线运动B.可能做匀速圆周运动
C.可能做直线运动D.电场力对其做正功

题型:不详难度:| 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.