如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分Q

如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分Q

题型:不详难度:来源:
如图所示,PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨,导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨;QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒,跨接在导轨上。已知a棒的质量为m、电阻为R,a棒的横截面是b的3倍。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放,分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中,a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好,且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。
(1)金属棒a、b刚进入磁场时,回路中感应电流的方向如何?
(2)通过分析计算说明,从金属棒a、b进入磁场至某金属第一次离开磁场的过程中,电路中产生的焦耳热。

答案
(1) 回路中感应电流的方向为:QDEMQ    
(2)Q=mgh
解析
(1)根据楞次定律可判断出,金属棒a、b刚进入磁场时,回路中感应电流的方向为:QDEMQ。 (4分)
(2)金属棒从弧形轨道滑下,机械能守恒,
由:
解出: (2分)
金属棒a、b同时进入磁场区域后,产生感应电流,受到安培力作用,速度发生变化,当a、b棒同速时,回路中磁通量不发生变化,则不产生感应电流,不受安培力作用,金属棒a、b将共同匀速运动。 (4分)
由于a、b棒在水平方向所受合外力为零,故动量守恒,且由题可知:
有:
解得:
方向:水平向右。
所以金属棒a、b将以速度匀速运动。  (4分)
从金属棒a、b进入磁场开始,到金属棒b第一次离开磁场的过程中,系统总能量守恒,由:
  (4分)
解出此过程中电路中产生的焦耳热:Q=mgh (4分)
举一反三

平面始终处于纸面内,g取10m/s2。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)线框从开始运动到最高点所用的时间;
(3)线框落地时的速度的大小。
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键S.导体捧ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=1T.当导体棒由静止释放0.8s后,突然闭合电键S,不计空气阻力.设导轨足够长.

(1)试分析在电键S合上前、后,ab棒的运动情况。
(2)在ab棒的整外运动过程中,棒的最大速度和最终
速度的大小(g取10m/s2).
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,两平行的足够长的金属导轨间距为L,导轨与水平面成30°角。质量为m,长为L,电阻为r的两个完全相同的金属棒ab、cd放置在导轨上,恰好均处于静止状态。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场方向与导轨平面垂直向上。现用沿导轨向上的外力施与金属棒ab上,使ab棒由静止开始沿导轨向上做匀加速运动,加速度为a。则(滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等)

⑴ 金属棒与导轨间的动摩擦因数是多少?
⑵ 要使金属棒cd始终静止在导轨上,金属棒ab运动的速度不能超过多少?
⑶ 在金属棒ab由静止到达(2)中速度的过程中外力和安培力做的总功是多少?
题型:不详难度:| 查看答案
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共100匝,转速为(10/π)r/s,在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb,则线圈平面转到与磁感线平行时,感应电动势为多少?当线圈平面转到与中性面夹角为π/3时,感应电动势为多少?
题型:不详难度:| 查看答案
光滑的平行金属导轨如图所示,轨道的水平部分bcd位于竖直向上的匀强磁场中,bc部分的宽度为cd部分宽度的2倍,bccd部分轨道足够长,将质量都为m的金属棒PQ分别置于轨道上的ab段和cd段,P棒位于距水平轨道高为h的地方,放开P棒,使其自由下滑,求P棒和Q棒的最终速度及回路中所产生的电能。

题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.