如图甲所示,放在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离为L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与电阻R=4W的电阻相连,其它电阻不计,导轨所在位置有
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如图甲所示,放在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离为L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与电阻R=4W的电阻相连,其它电阻不计,导轨所在位置有
题型:0111 期中题
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如图甲所示,放在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离为L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与电阻R=4W的电阻相连,其它电阻不计,导轨所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向下,现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图像,(设导轨足够长)求:
(1)力F的大小;
(2)t=1.6s时,导体棒的加速度;
(3)估算1.6s电阻上产生的热量。
答案
解:(1)由图像可知:v=10m/s时,安培力等于拉力F
E=BLV
I=E/R,F=F
安
=BIL=10N
(2)由图像可知,时间t=1.6s时导体棒的速度vˊ=8m/s,此时导体棒上电动势E=BLvˊ
导体棒受到的安培力:
由牛顿第二定律得:F-Fˊ=ma,a=2m/s
2
(3)根据动能定理:
由图像可知:位移l为t=1.6s和v-t图线及坐标轴所包围的面积,即l=40×1×0.2m=8m
所以
。
举一反三
如图所示,在磁感强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑半圆形导体框架,OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒,OC之间连一个电阻R,导体框架与导体棒的电阻均不计,若要使OC能以角速度ω匀速转动,则外力做功的功率是:
[ ]
A.
B.
C.
D.
题型:0108 期中题
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两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向水平向右的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下匀速运动,重力加速度为g,以下说法正确的是
[ ]
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B.cd杆所受摩擦力为零
C.cd杆向下匀速运动的速度为
D.ab杆所受摩擦力为2μmg
题型:0108 期中题
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如图,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场的宽度MJ和JG均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场区时,恰好以速度v
1
做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v
2
做匀速直线运动,从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框的机械能减少量为△E,重力对线框做功的绝对值为W
1
,安培力对线框做功的绝对值为W
2
,下列说法中正确的有
[ ]
A.v
2
:v
1
= 1 :2
B.v
2
:v
1
= 1 :4
C.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,W
2
等于△E
D.从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中,线框动能变化量为W
1
-W
2
题型:0108 期中题
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如图,一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r,其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上,并与之接触良好;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出);导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面。开始时,给导体棒一个平行于导轨的初速度v
0
。在棒的运动速度由v
0
减小至v
1
的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻。 求:此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率?
题型:0108 期中题
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如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小和方向。
题型:云南省期中题
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