如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌、平行固定在傾角

的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距L=1m,導(dǎo)軌的電阻可忽略。兩點(diǎn)間接有阻值為 的電阻。一根質(zhì)量m=1kg、電阻的均勻直金屬桿放在兩導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下。自圖示位置起,桿受到大小為(式中v為桿運(yùn)動(dòng)的速度,力的單位為N)、方向平行導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力作用,由靜止開始運(yùn)動(dòng),測(cè)得通過電阻的電流隨時(shí)間均勻增大。g取10m/s2。

(1)試判斷金屬桿在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng),并請(qǐng)寫出推理過程;

(2)求電阻的阻值;

(3)求金屬桿自靜止開始下滑通過位移x = 1m所需的時(shí)間t。

(1)金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng)。推理過程見解析。

(2)0.3Ω

(3)0.5s


解析:

(1)金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng)(或金屬桿做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng))。(1分)

通過R的電流,因通過R的電流隨時(shí)間均勻增大,即桿的速度時(shí)間均勻增大,桿的加速度為恒量,故金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng)。(2分)  

(2)對(duì)回路,根據(jù)閉合電路歐姆定律(1分)

對(duì)桿,根據(jù)牛頓第二定律有:(2分)

代入得:,因無關(guān),所以

(2分),     得(2分)

(3)由得,所需時(shí)間(2分)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,導(dǎo)軌的下端接有電阻.當(dāng)導(dǎo)軌所在空間沒有磁場(chǎng)時(shí),使導(dǎo)體棒ab以平行導(dǎo)軌平面的初速度v0沖上導(dǎo)軌平面,ab上升的最大高度為H;當(dāng)導(dǎo)軌所在空間存在方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導(dǎo)軌平面,ab上升的最大高度為h.兩次運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)體棒ab始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好.關(guān)于上述情景,下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為α=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面斜向上的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.兩根電阻都為R=2Ω、質(zhì)量都為m=0.2kg的完全相同的細(xì)金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上,與磁場(chǎng)上邊界距離為x=1.6m,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)寬度為3x=4.8m.先將金屬棒ab由靜止釋放,金屬棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)就恰好做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)立即由靜止釋放金屬棒cd,金屬棒cd在出磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng).兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)金屬棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)棒中電流I;
(2)金屬棒cd在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程中通過回路某一截面的電量q;
(3)兩根金屬棒全部通過磁場(chǎng)的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌上橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd.設(shè)兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B.開始時(shí)ab和cd兩導(dǎo)體棒有方向相反的水平初速,初速大小分別為v0和2v0,求:
(1)從開始到最終穩(wěn)定回路中產(chǎn)生的焦耳熱.
(2)當(dāng)ab棒的速度大小變?yōu)?span id="zpvfdxb" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
v04
,回路中消耗的電功率的可能值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53°夾角固定放置,導(dǎo)軌間連接一阻值為6Ω的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).在兩平行虛線m、n間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為ma=0.4kg,電阻Ra=3Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為mb=0.1kg,電阻Rb=6Ω;它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.a(chǎn)、b從開始相距L0=0.5m處同時(shí)將它們由靜止開始釋放,運(yùn)動(dòng)過程中它們都能勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域,當(dāng)b剛穿出磁場(chǎng)時(shí),a正好進(jìn)入磁場(chǎng)(g取10m/s2,不計(jì)a、b之間電流的相互作用).求:
(1)當(dāng)a、b分別穿越磁場(chǎng)的過程中,通過R的電荷量之比;
(2)在穿越磁場(chǎng)的過程中,a、b兩導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小之比;
(3)磁場(chǎng)區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為多大;
(4)在整個(gè)過程中,產(chǎn)生的總焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?湖南模擬)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為l=0.5m,導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°,整個(gè)導(dǎo)軌平面處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T,方向垂直導(dǎo)軌平面,在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd,長(zhǎng)度均為0 5m,cd棒的質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.2Ω,不計(jì)ab棒和金屬導(dǎo)軌的電阻,兩棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng).現(xiàn)ab棒在外力作用下,始終以恒定速度v=1.5m/s沿著導(dǎo)軌向上滑動(dòng),cd棒則由靜止釋放,g取10m/s2.求:
(1)剛釋放cd棒時(shí)cd棒所受合力的大小和方向;
(2)閉合回路中的最大電流和金屬棒cd的最終速度.

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