如图甲所示,两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b,用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.已知斜面倾角θ为53°,a、b导体棒的间距是PQ
题型:不详难度:来源:
如图甲所示,两根质量均为0.1 kg完全相同的导体棒a、b,用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上.已知斜面倾角θ为53°,a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨的间距的一半,导轨间分界线OO′以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场.当a、b导体棒沿导轨下滑时,其下滑速度v与时间的关系图象如图乙所示.若a、b导体棒接入电路的电阻均为1 Ω,其他电阻不计,取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,试求:
(1)PQ、MN导轨的间距d; (2)a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数; (3)匀强磁场的磁感应强度B的大小. |
答案
(1)1.2 m (2)0.083 (3)0.83 T |
解析
(1)由图乙可知导体棒b刚进入磁场时a、b和轻杆所组成的系统做匀速运动,当导体棒a进入磁场后才再次做加速运动,因而b棒匀速运动的位移即为a、b棒的间距,依题意可得: d=2vt=2×3×(0.6-0.4)m=1.2 m
(2)设进入磁场前导体棒运动的加速度为a,由图乙得: a==7.5 m/s2,因a、b一起运动,故可看作一个整体,其受力分析如图所示.由牛顿第二定律得: 2mgsin θ-μ2mgcos θ=2ma 解得:μ=(gsin θ-a)/(gcos θ)=(10×0.8-7.5)/(10×0.6)=0.5/6=0.083 (3)当b导体棒在磁场中做匀速运动时,有: 2mgsin θ-μ2mgcos θ-BId=0 I=
联立解得:B=0.83 T |
举一反三
(8分)相距为L的两光滑平行导轨与水平面成θ角放置.上端连接一阻值为R的电阻,其他电阻不计。整个装置处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直导轨放在导轨上,如图所示。由静止释放导体棒ab,求:
(1)导体棒ab可达的最大速度vm; (2)导体棒ab的速度为v=vm/3时的加速度a; (3)回路产生的最大电功率Pm。 |
如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用时间t拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电量为q1;第二次用2t时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为q2,则W1 W2,q1 q2。(填>、<、=) |
阻值为R的电阻和不计电阻的导线组成如图所示的滑轨,滑轨与水平面成α角,匀强磁场垂直滑轨所在的面,宽窄滑轨的宽度是二倍关系,一质量为m电阻不计的导体棒ab垂直滑轨放置,彼此接触良好。不计导体棒与滑轨间的摩擦,导体棒从靠近电阻R处由静止释放,在滑至窄滑轨之前已达匀速,其速度为v,窄滑轨足够长。则下列说法正确的是
A.导体棒进入窄滑轨后,先做加速度逐渐减小的加速运动后作匀速运动 | B.导体棒在窄滑轨上匀速运动的速度为2v | C.导体棒在宽窄两滑轨上匀速运动时导体棒产生的电动势相同 | D.导体棒在窄滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率是在宽滑轨上匀速运动时电阻R上产生的热功率4倍 |
|
(9分)如图所示,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势E=6V,内阻r=0.5,定值电阻R0=11.5,其它电阻不计。试求: (1)若磁场方向垂直导轨平面向上,大小为B=2T(图未画出),要使导体棒静止不动,导轨与导体棒间的摩擦力至少为多大? (2)若磁场大小不变,方向与导轨平面成角。如图所示,此时导体棒所受的摩擦力多大? |
根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的炮弹发射装置——电磁炮,它的基本原理如图所示,下列结论中正确的是( )
A.要使炮弹沿导轨向右发射,必须通以自N向M的电流 | B.要想提高炮弹的发射速度,可适当增大电流 | C.使电流和磁感应强度的方向同时反向,炮弹的发射方向不变 | D.要想提高炮弹的发射速度,可适当减少磁感应强度 |
|
最新试题
热门考点