(16分)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω
题型:不详难度:来源:
(16分)如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.50Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m。金属棒ab紧贴在导轨上,现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab下滑的距离h与时间t的关系如下表所示。(金属棒ab和导轨电阻不计,g=10m/s2)
时 间t/s
| 0
| 0.20
| 0.40
| 0.60
| 0.80
| 1.00
| 1.20
| 1.40
| 1.60
| 1.80
| 下滑距离h/m
| 0
| 0.18
| 0.60
| 1.20
| 1.95
| 2.80
| 3.80
| 4.80
| 5.80
| 6.80
| 求:(1)在前0. 4s的时间内,金属棒ab中的平均电动势; (2)金属棒的质量m; (3)在前1.60s的时间内,电阻R上产生的热量QR。
|
答案
(1)0.3V (2)0.04kg (3)1.82 J |
解析
(1)在t1=0.4 s时间内金属棒ab下滑的距离h=0.6 m,设其中的电动势平均值为E1,则 ………………(2分) 解得E1=0.3V ………………(2分) (2)从表格中数据可知,1.00s后棒做匀速运动,设速度为v,电动势为E,回路中的电流为I,金属棒受到的安培力为F,则 =5 m /s ………………(2分) E=BLv ………………(1分) ………………(1分) F=BIL ………………(1分) F=mg ………………(1分) 解得 m="0.04kg " ………………(2分) (3)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,根据能量守恒 ………………(2分) 解得QR="1.82" J ………………(2分 |
举一反三
一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。求线圈中的感应电动势 V,与10Ω的电阻串联,电流大小 A |
如图甲,圆形线圈P静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同的线圈Q,P和Q共轴,Q中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,P所受重力为G,桌而对P的支持力为N,则( )
A.t1时刻 N>G, | B.t2时刻 N>G, | C.t3时刻 N<G, | D.t4时刻 N=G。 |
|
正方形线框abcd边长为L,条形磁场的宽度也为L,现使线框匀速向右通过条形磁场,关于线框ab与bc边所受安培力的大小与方向随时间变化的图像正确的是(ab边受安培力取向上为正,bc边受安培力取向右为正)( )
A B C D |
图中为地磁场磁感线的示意图,在南半球地磁场的竖直分量向上,飞机在南半球上空匀速飞行,机翼保持水平,飞机高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2
A.若飞机从西往东飞,U1比U2高; | B.若飞机从东往西飞,U2比U1高; | C.若飞机从南往北飞,U1比U2高; | D.若飞机从北往南飞,U2比U1高; |
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如图所示,有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,两边界间距s=0.1m.一边长 L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻R=0.4Ω。现使线框以v=2m/s的速度从位置I匀速运动到位置Ⅱ。
小题1:求cd边未进入右方磁场时线框所受安培力的大小. 小题2:求整个过程中线框所产生的焦耳热. 小题3:在坐标图中画出整个过程中线框a、b两点的电势差Uab随时间t变化的图线. |
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