如图所示,宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂
题型:不详难度:来源:
如图所示,宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直.一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计.电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2.当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动. (1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小; (2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时,导体棒产生的感应电动势大小; (3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小. |
答案
(1)0.20N(2)E1=1.5V(3)30m/s |
解析
试题分析:(1)当S1闭合,S2断开时, 导体棒静止,通过导体棒的电流 A 此时导体棒所受安培力 F1=BI1L=0.20N (2)当S1闭合,S2断开时,导体棒静止, 有G=F1=0.20N 设S1断开,S2闭合的情况下,导体棒加速度a=5.0m/s2时,其所受安培力为F2,速度为v1,通过导体棒的电流为I2,导体棒产生的感应电动势为E1。 根据牛顿第二定律有G-F2=ma,解得F2=0.10N 由F2=BI2L,解得I2=1.0A 根据欧姆定律有E1= I2R,解得E1=1.5V (3)将S1断开,S2闭合,导体棒由静止开始运动,当导体棒所受重力与安培力平衡时,导体棒的速度达到最大,设最大速度为vm。 所以有,解得m/s 点评:做此类型题目的关键是安培力,安培力是连接电磁学和牛顿第二定律的桥梁 |
举一反三
如图所示,一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下,进入匀强磁场中,然后再从磁场中穿出,已知匀强磁场区域的宽度L大于线框的高度h,则下列说法正确的是
A.线框只在进入和穿出磁场的过程中,才有感应电流产生 | B.线框从进入到穿出磁场的整个过程中,都有感应电流生 | C.线框在进入和穿出磁场的过程中,都是机械能转化成电能 | D.整个线框都在磁场中运动时,机械能转化成电能 |
|
如图所示,一水平放置的光滑平行导轨上放一质量为m的金属杆,导轨间距为L,导轨的一端连接一阻值为R的电阻,金属杆与导轨的电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面.现给金属杆一个水平向右的初速度,让其自由滑行,导轨足够长,则金属杆滑行过程所受安培力F、运动速度v、加速度a、位移x大致图像正确的是 |
如图所示,两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会达到最大值vm,则 ( )
A.如果B增大,vm将变大 | B.如果α增大,vm将变大 | C.如果R增大,vm将变大 | D.如果m减小,vm将变大 |
|
如图所示,边长为L的闭合正方形金属线框的电阻为R,经以速度v匀速穿过宽度为d的有界匀强磁场,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度为B,若L<d,线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为______________;若L>d,线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为________________。
|
如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.
⑴若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流. ⑵在情况⑴中金属杆始终保持不动,当t= t1秒末时,求水平拉力的大小. ⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式. |
最新试题
热门考点