如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距為d,處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下半部分處在大小也為B,方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力.現(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng),從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時(shí)間的變化如圖乙所示,求:
(1)t時(shí)間以后通過ab邊的電流;
(2)t時(shí)間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度;
(3)電動(dòng)機(jī)的牽引力功率P.

【答案】分析:外電路是:ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后再與ab邊電阻并聯(lián)構(gòu)成,根據(jù)受力平衡列方程即可求解,注意并聯(lián)電路中電流與電阻關(guān)系.
根據(jù)閉合電路歐姆定律和平衡條件列出等式求解,
解答:解:(1)以金屬框?yàn)檠芯繉?duì)象,從t時(shí)刻開始拉力恒定,故電路中電流恒定,設(shè)ab邊中電流為I1,cd邊中電流為I2
由受力平衡:BI1L+T=Mg+BI2L
由圖象知T=
ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后再與ab邊電阻并聯(lián)構(gòu)成,
所以I1:I2=3:1
I1=3I2
由以上各式解得:I1=
(2)設(shè)總電流為I,由閉合路歐姆定律得:
I=
R=r
E=Bdv
I=I1+I2=I1=
解得:v=
(3)由電動(dòng)機(jī)的牽引功率恒定   P=F?v
對(duì)導(dǎo)體棒:F=μmg+BId
解得:P=(μmgL+Mgd)
答:(1)t時(shí)間以后通過ab邊的電流是;
(2)t時(shí)間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度是;
(3)電動(dòng)機(jī)的牽引力功率是(μmgL+Mgd).
點(diǎn)評(píng):本題易錯(cuò)點(diǎn)為不能正確分析外電路的串并聯(lián)情況,從而不能正確分析安培力大小最后導(dǎo)致錯(cuò)誤.對(duì)于電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題一定分析整個(gè)電路的組成情況,然后根據(jù)閉合電路的歐姆定律求解.
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:

精英家教網(wǎng)如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距為d,處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下半部分處在大小也為B,方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力.現(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng),從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時(shí)間的變化如圖乙所示,求:
(1)t0時(shí)間以后通過ab邊的電流;
(2)t0時(shí)間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度;
(3)電動(dòng)機(jī)的牽引力功率P.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2013屆黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

(18分)如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距為d,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直放在P、Q導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,金屬框a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框的上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力,F(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng),從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)時(shí),懸掛金屬框的細(xì)線的拉力T隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,求:

(1)t0時(shí)刻以后通過ab邊的電流;
(2)t0時(shí)刻以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度;
(3)電動(dòng)機(jī)牽引力的功率P。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年黑龍江省高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(18分)如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距為d,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直放在P、Q導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,金屬框a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框的上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力,F(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng),從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)時(shí)計(jì)時(shí),懸掛金屬框的細(xì)線的拉力T隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,求:

(1)t0時(shí)刻以后通過ab邊的電流;

(2)t0時(shí)刻以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度;

(3)電動(dòng)機(jī)牽引力的功率P。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌,間距為d,處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下半部分處在大小也為B,方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力.現(xiàn)用一電動(dòng)機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動(dòng),從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時(shí)間的變化如圖乙所示,求:

   (1)t0時(shí)間以后通過ab邊的電流

   (2)t0時(shí)間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動(dòng)的速度

   (3)電動(dòng)機(jī)的牽引力功率P

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案