【題目】CDEF是水平放置的電阻可忽略的光滑水平金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌距離水平地面高度為H,導(dǎo)軌間距為L,在水平導(dǎo)軌區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直導(dǎo)軌平面向上的矩形有界勻強(qiáng)磁場(磁場區(qū)域為CPQE),如圖所示,導(dǎo)軌左端與一彎曲的光滑軌道平滑連接,彎曲的光滑軌道的上端接有一電阻R,將一阻值也為R的導(dǎo)體棒從彎曲軌道上距離水平金屬導(dǎo)軌高度h處由靜止釋放,導(dǎo)體棒最終通過磁場區(qū)域落在水平地面上距離水平導(dǎo)軌最右端x處.

已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,重力加速度為g,求

(1)電阻R中的最大電流的大小與方向;

(2)整個過程中,導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)若磁場區(qū)域的長度為d,求全程流過導(dǎo)體棒的電量.

【答案】(1) ,方向由a到b(2) (3)

【解析】試題分析:金屬棒在彎曲軌道下滑時,只有重力做功,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律或動能定理可以求出金屬棒到達(dá)水平面時的速度,由E=BLv求出感應(yīng)電動勢,然后求出感應(yīng)電流;由可以求出流過電阻R的電荷量;克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,由動能定理(或能量守恒定律)可以求出克服安培力做功,得到導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱.

(1)由題意可知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場的瞬間速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,感應(yīng)電流最大,由機(jī)械能守恒定律有解得

由法拉第電磁感應(yīng)定律得

由閉合電路歐姆定律得

聯(lián)立解得,方向由a到b

(2)由平拋運(yùn)動規(guī)律解得

由能量守恒定律可知整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為

即電阻產(chǎn)生的熱量為

(3)設(shè)導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域時整個回路的平均電流為,用時

則通過導(dǎo)體截面電量其中

綜上

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】所受重力G1=8 N的物塊懸掛在繩PAPB的結(jié)點(diǎn)上.PA偏離豎直方向37°PB在水平方向,且連在所受重力為G2=100 N的木塊上木塊靜止于傾角為37°的斜面上,如圖所示試求(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,重力加速度g10 m/s2):

(1)木塊與斜面間的摩擦力大;

(2)木塊所受斜面的彈力大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,在足夠長的光滑水平面上,物體A、BC位于同一直線上,A位于B、C之間.A的質(zhì)量為m,B、C的質(zhì)量都為M,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)使A以某一速度向右運(yùn)動,求mM之間應(yīng)滿足什么條件,才能使A只與B、C各發(fā)生一次碰撞.設(shè)物體間的碰撞都是彈性的.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電梯由第三層向第四層運(yùn)動時,在接近第四層樓時以0.6m/s2的加速度減速,電梯內(nèi)一名學(xué)生的質(zhì)量為60kg,此時學(xué)生對電梯底面的壓力大小為(取g=10m/s2

A. 636N B. 600N C. 564N D. 36N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,相距為d的兩條水平虛線之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,正方形線圈abcd邊長為LL<d),質(zhì)量為m、電阻為R,將線圈在磁場上方h高處由靜止釋放,cd邊剛進(jìn)入磁場時速度為v0cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則線圈穿過磁場的過程中(從cd邊剛進(jìn)入磁場起一直到ab邊離開磁場為止)

A. 感應(yīng)電流所做的功為mgd

B. 感應(yīng)電流所做的功為mgdL

C. 線圈的最小速度一定是2

D. 線圈的最小速度可能為mgR/B2L2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B兩個木塊質(zhì)量分別為2 kg0.9 kgA、B與水平地面間接觸面光滑,上表面 粗糙,質(zhì)量為0.1 kg的鐵塊以10 m/s的速度從A的左端向右滑動,最后鐵塊與B的共同速度大小為0.5 m/s,求:

A的最終速度;

鐵塊剛滑上B時鐵塊的速度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,在電梯箱內(nèi)輕繩AO、BO、CO連接吊著質(zhì)量為m的物體,輕繩AO、BO、CO對輕質(zhì)結(jié)點(diǎn)O的拉力分別為F1、F2、F3.現(xiàn)電梯箱豎直向下運(yùn)動其速度v隨時間t的變化規(guī)律如圖(b)所示,重力加速度為g,(  )

A. 0t1時間內(nèi),F1F2的合力等于F3

B. 0t1時間內(nèi)F1F2的合力大于mg

C. t1t2時間內(nèi),F1F2的合力小于F3

D. t1t2時間內(nèi),F1F2的合力大于mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,固定的光滑平臺左端固定有一光滑的半圓軌道,軌道半徑為R,平臺上靜止放著兩個滑塊A、B,其質(zhì)量mA=m,mB=2m,兩滑塊間夾有少量炸藥.平臺右側(cè)有一小車,靜止在光滑的水平地面上,小車質(zhì)量M=3m,車長L=2R,車面與平臺的臺面等高,車面粗糙,動摩擦因數(shù)μ=0.2,右側(cè)地面上有一立樁,立樁與小車右端的距離為S,S0<S<2R的范圍內(nèi)取值,當(dāng)小車運(yùn)動到立樁處立即被牢固粘連。點(diǎn)燃炸藥后,滑塊A恰好能夠通過半圓軌道的最高點(diǎn)D,滑塊B沖上小車.兩滑塊都可以看作質(zhì)點(diǎn),炸藥的質(zhì)量忽略不計,爆炸的時間極短,爆炸后兩個滑塊的速度方向在同一水平直線上,重力加速度為g=10m/s2.求:

1)滑塊A在半圓軌道最低點(diǎn)C受到軌道的支持力FN

2)炸藥爆炸后滑塊B的速度大小vB。

3)請討論滑塊B從滑上小車在小車上運(yùn)動的過程中,克服摩擦力做的功WfS的關(guān)系。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,M是一小型理想變壓器,接線柱a、b接在正弦交流電源上.變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,其阻值隨溫度升高而減。娏鞅A2為值班室的顯示器,顯示通過R1的電流,電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出),R3為一定值電阻.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,以下說法中正確的是(電表均為理想電表)( )

A. A1的示數(shù)不變,A2的示數(shù)增大 B. A1的示數(shù)減小,A2的示數(shù)增大

C. V1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)增大 D. V1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案