如图所示,一对平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距=1.0 m,左端接有阻值R=1.0Ω的电阻,一质量m=0.2 kg,电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上
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如图所示,一对平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距=1.0 m,左端接有阻值R=1.0Ω的电阻,一质量m=0.2 kg,电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,一对平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距
=1.0 m,左端接有阻值R=1.0Ω的电阻,一质量m=0.2 kg,电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=1.0 T,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触),当电阻R产生热量Q =" 5.8" J时获得稳定速度,此过程中,通过电阻R的电量q =" 2.8" C(g取10m/s
2
),求:
(1)棒MN达到的稳定速度多大?
(2)棒MN从静止开始到稳定速度的时间是多少?
答案
(1)2m/s(2)1.5s
解析
试题分析:(1)当安培力和拉力F,摩擦力相平时,物体速度达到平衡,
,
,故
,即
又知道
联立解得稳定时
,
(2)通过R的电路为:
,,解得此时杆向前滑动的距离
,克服摩擦力做功为
,此时动能增加量为:故拉力做功为
所以拉力做功为
,解得
点评:本题难度较大,是一道电磁感应与电路、运动学相结合的综合题,分析清楚棒的运动过程、做功情况是正确解题的关键.
举一反三
如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为
L
,一阻值为
R
的定值电阻与理想电流表串联接在两导轨间,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为
m
、有效电阻也为
R
的导体棒在距磁场上边界
h
处由静止释放.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.下列说法正确的是
A.导体棒进入磁场可能做匀速直线运动
B.导体棒进入磁场时加速度一定小于重力加速度
g
C.流经电流表的电流一定逐渐减小
D.若流经电流表的电流逐渐增大,则电流的最大值与R无关
题型:不详
难度:
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如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直于斜面向下的匀强磁场中。一根质量m=0.4kg,粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒ab,受到平行于斜面向上且垂直于ab的变力F作用,以速度v=2m/s沿导轨向下匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,从导体棒在MN时开始计时,
⑴t=0时,F=0,求斜面倾角θ;
⑵求0.2s内通过导体棒的电荷量q;
⑶求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。
题型:不详
难度:
|
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在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两条可以沿导轨自由移动的导电棒ab、cd,这两根导电棒的速度分别为v
1
、v
2
,如图所示,ab棒上有感应电流通过,则不能有( )
A.v
1
>v
2
B.v
1
<v
2
C.v
1
≠v
2
D.
v
1
=v
2
题型:不详
难度:
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如图所示,两条足够长的互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为L=0.5m。在导轨的一端分别接有阻值均为0.6Ω的电阻R
1
、R
2
,在x≥0处有一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属杆垂直放置在导轨上,金属直杆的电阻是r=0.2Ω,其他电阻忽略不计,金属直杆以一定的初速度
v
0
=4m/s进入磁场,同时受到沿x轴正方向的恒力F=3.5N的作用,在x=2m处速度达到稳定。
求:
(1)金属直杆达到的稳定速度
v
1
是多大?
(2)从金属杆进入磁场到金属直杆达到稳定速度的过程中,电阻R
1
上产生的热量是多大?
题型:不详
难度:
|
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如图所示,在一匀强磁场中有一足够长的
U
形导线框
abcd
,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,
R
为一电阻,
ef
为垂直于
ab
的一根导体杆,它可以在
ab
、
cd
上无摩擦地滑动.杆
ef
及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给
ef
一个向右的初速度,则
A.
ef
将向右匀减速运动
B.
ef
运动的加速度越来越小
C.
R
的热功率均匀减小
D.
ef
减少的动能等于
R
产生的热量
题型:不详
难度:
|
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