如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 370 ,导轨间距为 lm ,电阻不计,导轨足够长。两根金属棒 ab 和 a" b"的质量都是0.2kg,电阻都是
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如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 370 ,导轨间距为 lm ,电阻不计,导轨足够长。两根金属棒 ab 和 a" b"的质量都是0.2kg,电阻都是
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为θ= 37
0
,导轨间距为 lm ,电阻不计,导轨足够长。两根金属棒 ab 和 a" b"的质量都是0.2kg,电阻都是 1Ω ,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒a" b"和导轨之间的动摩擦因数为0.5 ,设金属棒a" b"受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。金属棒ab和导轨无摩擦,导轨平面PMKO处存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场,导轨平面PMNQ处存在着沿轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度 B 的大小相同。用外力让a" b"固定不动,将金属棒ab 由静止释放,当 ab 下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为 18W。求:
(1)ab 棒达到的最大速度;
(2)ab棒下落了 30m 高度时,其下滑速度已经达到稳定,此过程中回路电流产生的焦耳热 Q ;
(3)在ab棒下滑过程中某时刻将 a" b"固定解除,为确保a" b"始终保持静止,则a" b"固定解除时ab棒的速度大小满足什么条件? ( g ="10m" / s
2
,sin37
0
="0.6" ,cos37
0
="0.8" )
答案
(1)
(2)
(3)10m/s≤v≤15m/s
解析
(1)ab下滑速度达到稳定时,加速度为0,速度达到最大,
由电功率定义可知:
解得:
对ab由平衡条件得:
解得:
(2分)
,解得
,解得
(2分)
(或由能量守恒得:
解得:
(2分))
(2)根据动能定理得:
解得:
(4分)
(或由能量守恒得:
解得:
(4分))
(3)对a" b"棒
垂直于导轨平面方向:
(1分)
(1分)
平行于导轨平面方向:
(`1分)
可得:
对ab棒:
解得
(1分)
a" b"固定解除时ab棒的速度满足:10m/s≤v≤15m/s
本题考查的是电磁感应定律和力学综合的问题,利用受力分析或能量守恒和电磁感应定律可以得出棒达到的最大速度;利用动能定理可得到安培力做的功即焦耳热;通过受力关系,利用电磁感应定律可解得最后结果;
举一反三
如图4所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里.导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
题型:不详
难度:
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如图5所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,导体棒AB在金属框上向右运动;以下说法正确的是:
A.AB中无电流
B.AB中有电流,方向由A向B
C.AB中有电流,方向由B向A
D.AB中有电流,方向时而由A向B,时而由B向A
题型:不详
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在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个匝数为n的矩形线圈,边长ab=L1,bc=L2线圈绕中心轴ab以角速度ω由图示位置逆时针方向转动。试求:
(1)线圈中产生感应电动势的最大值;
(2) 线圈转过1/4周的过程中的平均感应电动势。
(3) 设线圈的总电阻为R,线圈转过1/4周的过程中通过某一截面的电量。
题型:不详
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如图19所示,一U形金属框的可动边AC长0.1m,匀强磁场的磁感强度为0.5 T,AC以8 m/s的速度匀速水平向右移动,电阻R为5 Ω,(其它电阻均不计).
(1)计算感应电动势的大小;
(2)求出电阻R中的电流有多大?
题型:不详
难度:
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如图2所示,n=50匝的圆形线圈M,它的两端点a、b与内阻很大的电压表相连,线圈中磁通量的变化规律如图所示,则ab两点的电势高低与电压表的读数为:
A.
>
,20V
B.
>
,100V
C.
<
,20V
D.
<
,100V
题型:不详
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