如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且

如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且

题型:浙江省期中题难度:来源:
如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,解答以下问题。
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度ν1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度ν2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则从金属棒开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程中所需的时间是多少?
答案
解:(1)E=BLV
I=E/R
F=BIL
稳定时:F=F= B2L2v/R
∴v1=4m/s
(2)速度稳定时,F=F
PF=PF= Fv= B2L2v2/R
PF=18W
∴v2=3m/s
(3)由动能定理得:Pt+W=1/2mv2  
W=-Q= -8.6J 
∴t=0.5s      
举一反三
如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨,处于同一水平面内,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒,从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做直线运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图乙是棒的速度-时间图象,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图象的渐近线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后功率保持不变。除R以外,其余部分的电阻均不计,g=10m/s2
(1)求导体棒在0~12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若t=17s时,导体棒ab达最大速度,且0~17s内共发生位移100m,试求12s~17s内R上产生的热量Q以及通过R的电量q。
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如图所示,在光滑的水平桌面上(xoy平面内)有一长为L的金属矩形线框abcd。有一垂直于xOy平面的磁场,磁场的左边界为x=x0、右边界为x=L,磁场的磁感应强度的大小只随x值而变化。初始时线框的bc边与y轴重合,现从静止开始用恒定的拉力拉着线框沿x轴正方向运动,如果线框bc边通过磁场区域的这段时间内,线框始终做匀加速直线运动,则图乙中在x0≤x≤L(其中x0=L/4)范围内磁感应强度大小B随x值变化关系图最接近实际的是
[     ]
A、B、C、D、
题型:模拟题难度:| 查看答案
两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1∶R2∶R3=1∶2∶3,金属棒电阻不计.当S1、S2闭合,S3断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合,S1断开时,闭合的回路中感应电流为5I,当S1、S3闭合,S2断开时,闭合的回路中感应电流是:
[     ]
A.0
B.3I
C.6I     
D.7I
题型:期末题难度:| 查看答案
现代科学研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。如图将一个光滑的环形真空室垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中,B随时间均匀变化,B=kt(k为大于零的常数) ,在t=0时真空室内有一电子从A点由静止释放,设电子的电量为e、质量为m,其运动的半径为R且不变。则下列说法正确的是
[     ]
A.电子做圆周运动的周期不变
B.电子运动的加速度大小为  
C.电子运动的加速度不断增大  
D.电子在轨道内顺时针运动
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关于发电机和电动机下列说法中不正确的是(  )
题型:不详难度:| 查看答案
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A.发电机和电动机的作用是相同的,都可以把其他形式的能转化成电能
B.发电机可以把其他形式的能转化成电能,电动机可以把电能转化成机械能
C.发电机和电动机统称为电机
D.通过电机可以实现电能与其他形式的能源相互转