如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻

题型:不详难度:来源:
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,试求:

时  间t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
下滑距离s(m)
0
0.1
0.3
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
(1)根据表格数据在坐标纸中做出金属棒运动的s-t图象,并求出金属棒稳定时的速度;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量。
答案
(1)s-t图象如图、稳定后的速度7m/s

(2)0.06J      (3)0.2C
解析

试题分析:(1)据表格数据金属棒运动的s-t图象如图:

由图可知稳定时的速度为
(2) 由题,金属棒ab下滑高度,设电路中产生的总热量为Q
由能量守恒定律得:

由焦耳定律知

(3)当金属棒匀速下落时有, 
解得:
  
可得
点评:本题综合了电磁感应、电路、力学等知识.考查分析和解决综合题的能力,主要考查作图和读图的能力。
举一反三
关于发电机和电动机,下列说法中不正确的是(    )
A.发电机和电动机的作用是相同的,都是把其他形式的能转化成电能
B.发电机可以把其他形式的能转化成电能,电动机可以把电能转化成机械能
C.发电机和电动机统称为电机
D.通过电机可以实现电能与其他形式的能源相互转化

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日常生活中,下列哪种情况不属于电磁感应现象的应用 (   )
A.录音机磁头将声音的电信号记录在磁带上
B.发电机通过旋转磁场中的线圈发电
C.银行柜员机通过信用卡上的磁条读取用户的信息
D.话筒通过振动磁场中的线圈将声信号转变为电信号

题型:不详难度:| 查看答案
如图示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑的平行导轨上向右滑行,设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,则下列说法正确的是( )
A.ab杆中的电流与速率v成正比
B.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比
C.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
D.外力对ab杆做功的功率与速率v成正比

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水平放置的两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,左端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.大小为B=5T的匀强磁场垂直导轨平面向下,如图所示。垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动,试求:

(1)电键S闭合前、后电压表的示数;
(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率.
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如图1所示,两根足够长平行金属导轨MNPQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为,金属棒ab垂直于MNPQ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R1和电阻箱R2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。现在闭合开关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R2接入电路的阻值为0,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q
(3)当B=0.40T,L=0.50m,37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系,如图2所示。取g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求阻值R1和金属棒的质量m
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