如图14所示,两条足够长的平行长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为L,电阻可忽略不计,ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直
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如图14所示,两条足够长的平行长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为L,电阻可忽略不计,ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直
题型:不详
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如图14所示,两条足够长的平行长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为L,电阻可忽略不计,ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨良好接触,并可沿导轨无摩擦地滑动。两杆的电阻皆为R,杆cd的中点系一轻绳,绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M的物体,滑轮与转轴之间的摩擦不计,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行.导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上,磁感应强度的大小为B。现两杆及悬挂物都从静止开始运动.求:
(1)当ab杆及cd杆的速度分别达到v
1
和v
2
时,两杆加速度的大小各为多少?
(2)最终ab杆及cd杆的速度差为多少(两杆仍在导轨上运动)?
答案
(1)a
1
=
a
2
=
(2)
解析
本题考查双轨道切割磁感线的问题,两条导体棒切割磁感线产生的感应电动势方向相反, 回路中的电动势为E
1
=BL(v
2
-v
1
) ,再由牛顿第二定律求出加速度
(1)用E
1
和I
1
分别表示abdc回路的感应电动势和感应电流的大小,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知
E
1
=BL(v
2
-v
1
) ………………………2分
I
1
=E
1
/2R ……………………1分
令F
1
表示磁场对每根杆的安培力的大小,则F
1
=I
1
BL ……………1分
令a
1
和a
2
分别表示ab杆、cd杆和物体M加速度的大小,F
2
表示绳中张力的大小,由牛顿定律可知
F
1
= ma
1
……………………………………………2分
Mg-F
2
=Ma
2
……………………………………………2分
F
2
-F
1
=ma
2
……………………………………………2分
由以上各式解得
a
1
=
……………………………………………1分
a
2
=
……………………………………………1分
(2)最终ab杆及cd杆的加速度相同,设其为a,速度差为
E
2
=BL
I
2
=E/2R……………………………2分
令F
3
表示磁场对每根杆的安培力的大小,则F
3
=I
2
BL……………………………………………1分
F
4
表示绳中张力的大小,由牛顿定律可知
F
3
= ma ……………………………………………1分
Mg-F
4
=Ma ……………………………………………1分
F
4
-F
3
=ma ……………………………………………1分
由以上各式解得
=
……………………………2分
举一反三
关于电磁感应现象,下列说法不正确的是
A奥斯特发现电流的磁效应,激发了法拉第对对电磁感应现象的研究
B感应电动势的大小与回路中的磁通量成正比
C俄国物理学家楞次找到了判断感应电流方向的方法
D法拉第电磁感应定律可用来确定感应电动势大小
题型:不详
难度:
|
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关于日光灯,下列说法不正确的是
A日光灯工作原理与白炽灯不同,日光灯主要靠荧光粉在紫外线的照射下发光
B日光灯正常发光时,启动器处于导通状态
C日光灯正常工作时,取下日光灯启动器,日光灯正常工作
D日光灯的镇流器在工作时主要作用是限制灯管中的电流
题型:不详
难度:
|
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湛江作为全球最大的电饭锅生产基地,电饭锅产量占世界六成以上,电饭锅总产值150亿元,总产量5000万只。关于电饭锅和电磁灶,下列说法正确的是()
A电饭锅采用了磁场感应涡流加热原理
B电磁灶采用了磁场感应涡流加热原理
C电饭锅采用了电阻丝通电加热原理
D电磁灶采用了电阻丝通电加热原理
题型:不详
难度:
|
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水平面上有两根固定的平行金属导轨,导轨上面放两根可自由运动的金属棒a、b,一条形磁铁置于回路的正上方。若条形磁铁的N极向下,当磁铁向下运动靠近导轨时,下列说法正确的是( )
A回路中有感应电流产生
B电流的方向从上往下看为顺时针
C两导轨因存在反向电流而排斥,彼此远离
D不管磁极,只要磁铁靠近回路,ab棒均相互靠近
题型:不详
难度:
|
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某同学为了探究涡流制动原理,在玩具小车的底部固定了一个水平放置的矩形线圈abcd,小车(含线圈)总质量为4kg,闭合线圈共100匝,线圈长L
ab
=L
cd
=20cm,线圈宽L
bc
=L
ad
=10cm,线圈的电阻为0.5欧,在小车轨道的正前方布置了一个固定的磁场区,磁场的边界始终与线圈bc边平行,磁场的方向竖直向下,磁感应强度B=0.2T,忽略小车与轨道面的摩擦,小车的初速度为2m/s。当线圈刚进入磁场时,求
1线圈中感应电流的大小?
2线圈受安培力的大小?
3小车加速度大小?
题型:不详
难度:
|
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