(15分)如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的
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(15分)如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的
题型:不详
难度:
来源:
(15分)如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为
,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R
1
和电阻箱R
2
相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。
(1)判断金属棒ab中电流的方向;
(2)若电阻箱R
2
接入电路的阻值为R
2
="2" R
1
,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R
1
上产生的焦耳热Q
1
;
(3)当B=0.40T,L=0.50m,
37°时,金属棒能达到的最大速度v
m
随电阻箱R
2
阻值的变化关系如图2所示。取g = 10m/s
2
,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求定值电阻的阻值R
1
和金属棒的质量m。
答案
(1)ab中的电流方向为b到a(2)
(3)R
1
=2.0Ω m=0.1kg
解析
试题分析:(1)由右手定则,金属棒ab中的电流方向为b到a
(2)由能量守恒,金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热
解得:
(3)设最大速度为v,切割磁感线产生的感应电动势
由闭合电路的欧姆定律:
从b端向a端看,金属棒受力如图:
金属棒达到最大速度时满足
由以上三式得:
由图像可知:斜率为
,纵截距为v
0
=30m/s,得到:
解得:R
1
=2.0Ω m=0.1kg
点评:本题考察了常见的电磁感应类的问题,通过受力分析弄清物体运动过程,并结合能量守恒定律求出电阻发热等问题。
举一反三
(12分)如图所示,AB、CD是水平放置的光滑导轨,轨距为L=0.5m,两轨间接有电阻R=4Ω,另有一金属棒PQ恰好横跨在导轨上,并与导轨保持良好接触。已知PQ棒的电阻为1Ω,其它电阻不计。若整个装置处在B=0.5T、方向垂直向里的匀强磁场中,现将PQ棒以V=10m/s的速度水平向右作匀速运动。
求:(1)PQ棒产生的感应电动势大小E
PQ
。
(2)维持PQ棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行.已知在0到t
1
的时间内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向,线框受到的安培力的合力先水平向左,后水平向右.设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是( )
题型:不详
难度:
|
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如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道,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。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度v
max
,则下列说法正确的是( )。
A.如果B增大,v
max
将变大
B.如果α变大,v
max
将变大
C.如果R变大,v
max
将变大
D.如果m变小,v
max
将变大
题型:不详
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|
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如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm
2
,线圈的电阻r="1" Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求:
(1)前4s内的感应电动势;
(2)前4s内通过R的电荷量;
(3)线圈电阻r消耗的功率。
题型:不详
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在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 ( )
A. B. C. D.
题型:不详
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