【題目】如圖a所示，間距為L的光滑平行長導軌固定在水平面上，每根導軌單位長度電阻為R0。導軌間存在豎直方向的有界勻強磁場。不計電阻的金屬桿①、②垂直導軌放置在磁場內，桿①在離開磁場邊界左側2L處，桿②在桿①右側。磁感應強度變化規(guī)律滿足B=B0－kt （B0、k為已知量）。

（1）若桿①和桿②都固定，求桿中的感應電流強度。

（2）若桿①和桿②以相同速度υ向右勻速運動，在桿②出磁場前，求桿中的感應電流強度。

（3）若桿①固定，t=0時，桿②從桿①右側L處出發(fā)向右運動的過程中，保持閉合回路中磁通量不變使桿中一直無感應電流，則桿②多久后到達磁場邊界？

（4）若磁感應強度保持B=B0不變，桿①固定。桿②以一定初速度、在水平拉力作用下從桿①右側0.5m處出發(fā)向右運動，速度υ與兩桿間距x之間關系滿足圖b。當外力做功4.5J時，兩桿間距x為多少？（第4問中可用數(shù)據(jù)如下：B0=1T、R0=0.1Ω/m、L=0.5m、金屬桿②質量m=0.5kg）

【答案】（1）（2）（3）（4）1.5m

【解析】

（1）設桿①和桿②間距x

（2）因為兩桿的運動不影響磁通量大小，所以感應電流與靜止時相同，即與（1）問中相同。

（3）磁通量保持不變，桿①和桿②間距x的任意位置有

當x=2L時

（4）根據(jù)v-x圖像可知，v=2x

感應電流

=5A

為定值

則安培力

FA=ILB0=2.5N

由動能定理，僅水平拉力和安培力做功，設桿①和桿②間距x

W+WA=ΔEk

4.5-2.5（x-0.5）=x2-0.25

得

x=1.5m

由題意，安培力僅存在于金屬桿未出磁場區(qū)域，根據(jù)x=1.5m可知金屬桿已出磁場

（學生可能判斷金屬桿剛到磁場邊界時，外力做功小于4.5J）

由動能定理

4.5-1.25= x2-0.25

x=1.87m

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示中OA為一遵循胡克定律的彈性輕繩，其一端固定于天花板上的O點，另一端與靜止在動摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊A相連．當繩處于豎直位置時，滑塊A對地面有壓力作用．B為緊挨繩的一光滑水平小釘，它到天花板的距離BO等于彈性繩的自然長度．現(xiàn)用一水平力F作用于A，使之向右緩慢地做直線運動，則在運動過程中（　 ）

A.地面對A的支持力N逐漸增大

B.地面對A的摩擦力f保持不變

C.地面對A的支持力N逐漸減小

D.地面對A的摩擦力f逐漸減小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，質量為m的均勻半圓形薄板，可以繞光滑水平軸A在豎直平面內轉動，AB是它的直徑，O是圓心。在B點作用一個豎直向上的力F使薄板平衡，此時AB恰處于水平位置，若保持力F始終豎直向上，在F作用下使薄板繞A點沿逆時針方向緩慢轉動，直到AB接近豎直位置的過程中，力F對應的力矩為M，則M、F大小變化情況是

A.M變小，F不變

B.M、F均變大

C.M、F均先變大再變小

D.M先變大再變小，F始終變大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“觀察水波的干涉”實驗中得到如圖所示的干涉圖樣。O1、O2為波源，實線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且。

（1） P點是振動___________點（選填“加強”或“減弱”）。

（2）若有一小紙片被輕放在P點浮于水面上，則此后紙片運動情況是（____）

A.一定沿箭頭A方向運動 B.一定沿箭頭B方向運動

C.一定沿箭頭C方向運動 D.在P點處隨水面上下運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某同學用兩個滑動變阻器研究分壓電路的特點。使用器材如下：兩個阻值分別為（0~10Ω）和（0~50Ω）的滑動變阻器、電動勢為3V的電源及電鍵、導線若干。閉合電鍵后，將電路圖甲中所示的電流標記為I1 和I2。

（1）根據(jù)電路圖甲，用筆代替導線補充畫完實物圖乙中缺少的導線。

（____）

（2）當PA保持在最右端時，將PB從左端滑動至右端的過程中，發(fā)現(xiàn)電流I2相對變化更小，則說明圖甲、乙中A電阻的阻值為_______（選填“0~10Ω”或“0~50Ω”）。

（3）某同學按如下操作：①將PA滑片調整到某位置，任意移動PB滑片；②將PB滑片調整到某位置，任意移動PA滑片。得到兩條U-I1的直線圖像如圖丙所示。根據(jù)圖像數(shù)據(jù)可知，電源內阻為_______Ω；當電流I1在圖中等于0.1A時，滑動變阻器B消耗的電功率為__________W。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，可供選擇的實驗儀器如下：

小燈泡L，“3.8 V．0.3 A”

電壓表V，量程0～5 V，內阻5 kΩ

電流表A1，量程0～100 mA，內阻4 Ω

電流表A2，量程0～500 mA，內阻0.4 Ω

滑動變阻器R1，最大阻值10 Ω，額定電流1.0 A

滑動變阻器R2，最大阻值5 Ω，額定電流0.5 A

直流電源E，電動勢約為6 V，內阻約為0.5 Ω

(1)在上述器材中，電流表應選 ;滑動變阻器應選

(2)在虛線框內畫出實驗的電路圖（采用分壓式電路），并在圖中注明對應元件的符號。

(3)某實驗小組完成實驗后利用實驗中得到的實驗數(shù)據(jù)在I－U坐標系中，描繪出如圖所示的小燈泡的伏安特性曲線．根據(jù)此圖給出的信息，可以判斷下圖中正確的是(圖中P為小燈泡的功率)(　 　)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點a(0，L)．一質量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的b點射出磁場．此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°.下列說法中正確的是(　　)

A. 電子在磁場中運動的時間為

B. 電子在磁場中運動的時間為

C. 磁場區(qū)域的圓心坐標為

D. 電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標為(0，－L)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，相距L=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導軌固定在絕緣水平面上，兩導軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導軌所在區(qū)域內加上與導軌所在平面垂直、方向相反的勻強磁場，磁場寬度d均為0.6m，磁感應強度大小B1=T、B2=0.8T．現(xiàn)有電阻r=1Ω的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab從邊界MN進入磁場后始終以速度m/s作勻速運動，求：

⑴棒ab在磁場B1中時克服安培力做功的功率；

⑵棒ab經過任意一個磁場B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量；

⑶棒ab在磁場中勻速運動時電阻R兩端電壓的有效值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(多選)如圖為一個電磁泵從血庫里向外抽血的結構示意圖，長方體導管的左、右表面絕緣，上、下表面為導體，管長為a、內壁高為b、寬為L且內壁光滑．將導管放在垂直左、右表面向右的勻強磁場中，由于充滿導管的血漿中帶有正、負離子，將上、下表面和電源接通，電路中會形成大小為I的電流，導管的前后兩側便會產生壓強差p，從而將血漿抽出，其中v為血漿流動方向．若血漿的電阻率為ρ，電源的電動勢為E，內阻為r，勻強磁場的磁感應強度為B，則下列判斷正確的是(　　)

A. 此裝置中血漿的等效電阻

B. 此裝置中血漿受到安培力大小F＝BIL

C. 增大磁感應強度可以加快血漿的外抽速度

D. 前后兩側的壓強差

查看答案和解析>>

同步練習冊答案