如圖所示,兩根電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為θ,導(dǎo)軌間距為l,所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上。如圖所示,將甲、乙兩阻值相同,質(zhì)量均為m的相同金屬桿放置在導(dǎo)軌上,甲金屬桿處在磁場的上邊界,甲、乙相距l。從靜止釋放兩金屬桿的同時,在金屬桿甲上施加一個沿著導(dǎo)軌的外力F,使甲金屬桿在運(yùn)動過程中始終沿導(dǎo)軌向下做勻加速直線運(yùn)動,且加速度大小a=gsinθ,乙金屬桿進(jìn)入磁場即做勻速運(yùn)動。
(1)求每根金屬桿的電阻R
(2)從釋放金屬桿開始計時,寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F隨時間t變化的關(guān)系式,并說明F的方向;
(3)若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場,乙金屬桿共產(chǎn)生熱量Q,試求此過程中外力F對甲做的功。
解:(1)因為甲、乙加速度相同,所以,當(dāng)乙進(jìn)入磁場時,甲剛出磁場,乙進(jìn)入磁場時的速度設(shè)為v,則  

 ②

根據(jù)平衡條件有
 ④ 
 ⑤
 ⑥
由①②③④⑤⑥式解得: ⑦  
(2)甲在磁場中運(yùn)動時,外力F始終等于安培力


由⑧⑨式解得:,方向沿導(dǎo)軌向下  ⑩
(3)乙進(jìn)入磁場前,甲、乙發(fā)出相同熱量,設(shè)為,則有

故外力F對甲做的功   ⒀
甲出磁場以后,外力F為零乙在磁場中,甲、乙發(fā)出相同熱量,設(shè)為,
則有   ⒁
 ⒂
 ⒃
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌傾角為θ,導(dǎo)軌下端接有電阻R,勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上.質(zhì)量為m,電阻不計的金屬棒ab在沿斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑,上升高度h.在這過程中( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN與水平面的夾角均為θ,整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌下端接有圖示電路;已知:電阻R1=6Ω、R2=3Ω,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻不計.當(dāng)電鍵S1閉合,S2斷開時,一根垂直于導(dǎo)軌PQ放置的電阻不計、質(zhì)量均勻的金屬棒恰好能靜止,金屬棒質(zhì)量為m,平行導(dǎo)軌間距為L.則 ( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?寧德模擬)如圖所示,兩根電阻不計、相距L且足夠長的光滑導(dǎo)軌與水平面成θ角,導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上,導(dǎo)軌下端連接阻值為R的電阻.現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、電阻也為R、與導(dǎo)軌接觸良好的水平金屬棒ab從靜止開始下滑,當(dāng)ab棒中的電流大小為I時,此過程中ab棒上產(chǎn)生的熱量為Q.求此時:
(1)ab棒速度v的大;
(2)ab棒下滑的距離s.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根電阻不計、相距L且足夠長的平行光滑導(dǎo)軌與水平面成 θ 角,導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上,導(dǎo)軌下端連接阻值為R的電阻.現(xiàn)讓一質(zhì)量為m,電阻也為R、與導(dǎo)軌接觸良好的水平金屬棒ab從靜止開始下滑,ab下滑距離s后開始勻速運(yùn)動,重力加速度為g.求:
(1)ab棒勻速下滑時速度v的大小;
(2)ab棒從靜止至開始勻速下滑的過程中,ab棒上產(chǎn)生的熱量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置,導(dǎo)軌間距為L,上端接有兩個定值電阻R1、R2,已知R1=R2=2r.將質(zhì)量為m、電阻值為r的金屬棒從圖示位置由靜止釋放,下落過程中金屬棒保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好.自由下落一段距離后金屬棒進(jìn)入一個垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為h.金屬棒出磁場前R1、R2的功率均已穩(wěn)定為P.則金屬棒離開磁場時的速度大小為
 
,整個過程中通過電阻R1的電量為
 
.(已知重力加速度為g)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案