如圖14甲所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌相距
點(diǎn)和點(diǎn)間連接一個(gè)阻值為的電阻,在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為。一質(zhì)量為、電阻為、長(zhǎng)度也剛好為的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場(chǎng)左邊界相距,F(xiàn)用一個(gè)水平向右的力拉棒,使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),棒離開(kāi)磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),與初始位置的距離變化的情況如圖14乙,已知。求:

(1)棒離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度;
(2)棒通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能;
(3)滿(mǎn)足什么條件時(shí),棒進(jìn)入磁場(chǎng)后一直做勻速運(yùn)動(dòng)。
解:(1)設(shè)離開(kāi)右邊界時(shí)棒速度為,則有 
     
對(duì)棒有:  
解得:      
(2)在棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,由能量守恒定律得:
        
解得:    
(3)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)即勻速運(yùn)動(dòng),則:
得:          
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

條形磁鐵放在光滑的水平面上,以條形磁鐵的中央位置的正上方某點(diǎn)為圓心,水平固定一銅質(zhì)圓環(huán),不計(jì)空氣阻力,以下判斷中正確的是 (  )
 
A.釋放圓環(huán),下落過(guò)程中環(huán)的機(jī)械能不守恒
B.釋放圓環(huán),環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大
C.給磁鐵水平向右的初速度,磁鐵向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)
D.給磁鐵水平向右的初速度,圓環(huán)將受到向左的磁場(chǎng)力

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖,PQNM是由粗裸導(dǎo)線連接兩個(gè)定值電阻組合成的閉合矩形導(dǎo)體框,水平放置,金屬棒ab與PQ、MN垂直,并接觸良好。整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度B=0.4T。已知PQ與MN間的距離為L(zhǎng)=0.5m,電阻R1=2Ω,R2=4Ω,其余電阻均忽略不計(jì),若使ab以v=5m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),作用于ab的外力大小為_(kāi)_______N,R1上消耗的電熱功率為_(kāi)_______W。(不計(jì)摩擦)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一閉合導(dǎo)體環(huán),環(huán)面與磁場(chǎng)方向垂直,當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場(chǎng)中完成下述運(yùn)動(dòng)時(shí),可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是
A.導(dǎo)體環(huán)保持水平方位在磁場(chǎng)中向上或向下運(yùn)動(dòng)
B.導(dǎo)體環(huán)保持水平方位向左或向右加速平動(dòng)
C.導(dǎo)體環(huán)以垂直環(huán)面,通過(guò)環(huán)心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D.導(dǎo)體環(huán)以一條直徑為軸,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,小燈泡的規(guī)格為“2V、4W”,連接在光滑水平導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌相距0.1m,電阻不計(jì),金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上,電阻1Ω,整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直.求:

(1)為使小燈正常發(fā)光,ab的滑行速度多大?
(2)拉動(dòng)金屬棒ab的外力的功率多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,線圈匝數(shù)足夠多,其直流電阻為3歐,先合上電鍵K,過(guò)一段時(shí)間突然斷開(kāi)K,則下列說(shuō)法中正確的有(  )
A.電燈立即熄滅
B.電燈不熄滅
C.電燈會(huì)逐漸熄滅,且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相同
D.電燈會(huì)逐漸熄滅,且電燈中電流方向與K斷開(kāi)前方向相反

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌,AB間距離為L(zhǎng),左右兩端均接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上。甲、乙兩根相同的絕緣輕質(zhì)彈簧一端均與導(dǎo)體棒中點(diǎn)固定連接,另一端均被固定,導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì)。初始時(shí)刻,兩彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有水平向左的初速度,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,導(dǎo)體棒第一次運(yùn)動(dòng)至最右端,這一過(guò)程中AB間電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,則
A.導(dǎo)體棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
B.初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到安培力大小為
C.當(dāng)導(dǎo)體棒再次回到初始位置時(shí),AB間電阻R的功率為
D.當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時(shí),甲彈簧具有的彈性勢(shì)能為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖(甲)所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線框,平放在光滑的水平桌面上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向上,金屬線框的一邊ab與磁場(chǎng)的邊界MN重合.在力F作用下金屬線框由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),在5.0s內(nèi)從磁場(chǎng)中拉出.測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示.已知金屆線框的總電阻為震=4.0Ω.
(1)試判斷金屬線框從磁場(chǎng)中拉出的過(guò)程中,線框中的感應(yīng)電流方向;
(2)t=2.0s時(shí),金屬線框的速度和金屬線框受的拉力F;
   (3)已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J,那么,金屬框從磁場(chǎng)拉出過(guò)程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖(a)所示,間距為L(zhǎng)電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B不變;在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖(b)所示。t=0時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋放。在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF之前,cd棒始終靜止不動(dòng),兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。
已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R,ab棒的質(zhì)量、阻值均未知,區(qū)域Ⅱ沿斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng),在t=tx時(shí)刻(tx未知)ab棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ,重力加速度為g。求:
(1)區(qū)域I內(nèi)磁場(chǎng)的方向;
(2)通過(guò)cd棒中的電流大小和方向;
(3)ab棒開(kāi)始下滑的位置離區(qū)域Ⅱ上邊界的距離;
(4)ab棒開(kāi)始下滑至EF的過(guò)程中,回路中產(chǎn)生總的熱量。(結(jié)果用B、L、θ、m、R、g表示)

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