（12分）如圖所示，兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長(zhǎng)度均為l的導(dǎo)體棒a、b，用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略的、不可伸長(zhǎng)的柔軟長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后，b放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，a靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上；兩根導(dǎo)體棒均與桌子邊緣平行。整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。開(kāi)始時(shí)兩棒靜止，自由釋放后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒a在落地前就已勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒b仍未離開(kāi)桌面。已知兩條導(dǎo)線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導(dǎo)線與桌子側(cè)棱間無(wú)摩擦。

（1）試求導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小。
（2）從自由釋放到剛勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，若通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為q，求該過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

(1)  (2)

解析試題分析：（1）設(shè)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，導(dǎo)體棒a切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，則：
對(duì)a棒：E=Blv                      1分
F安=BIl                      1分
                     1分
mg=F安                      1分
聯(lián)立解得：                   1分
（2）從自由釋放到剛勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，設(shè)a棒下降的高度為h，則：
回路中磁通量的變化量為：              1分
回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為：         1分
回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的平均值為：          1分
通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為：           1分
系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為：          2分
聯(lián)立以上各式解得：           1分
考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；能量守恒定律．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦移動(dòng)．M連接在如右圖所示的電路中，其中R為滑動(dòng)變阻器，和為直流電源，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．下列情況中，可觀測(cè)到N向左運(yùn)動(dòng)的是(　　)

A．在S斷開(kāi)的情況下，S向a閉合的瞬間
B．在S斷開(kāi)的情況下，S向b閉合的瞬間
C．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)
D．在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒ab，垂直于MN、PQ緊貼在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，其接入在導(dǎo)軌間的電阻r=1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)的電路。R1=1.0Ω，R2=1.5Ω。R2兩端通過(guò)細(xì)導(dǎo)線連接質(zhì)量M=0.12kg的正方形金屬框cdef，正方形邊長(zhǎng)L2=0.2m，每條邊的電阻r0=1.0Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中�，F(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計(jì)其他電阻及摩擦，g取10m/s2。

（1）將K斷開(kāi)，求棒下滑過(guò)程中達(dá)到的最大速率vm以及速率達(dá)到0.5vm時(shí)棒的加速度大小；
（2）將開(kāi)關(guān)K閉合后，從棒釋放到細(xì)導(dǎo)線剛好沒(méi)有拉力的過(guò)程中，棒上產(chǎn)生的電熱為2J，求此過(guò)程棒下滑的h。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，開(kāi)始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過(guò)程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，速度記為v0，從此時(shí)刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時(shí)間t變化（寫(xiě)出B與t的關(guān)系式）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一長(zhǎng)度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心O時(shí)，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）摩擦滑動(dòng)，在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場(chǎng)B1，若均勻增加，而ab所在處為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=2T，螺線管匝數(shù)n=4，螺線管橫截面積S=0.1m2．導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0.02kg，長(zhǎng)L=0.1m，整個(gè)電路總電阻R=5Ω，試求（g取10m/s2）：

（1）ab下落時(shí)的最大加速度．
（2）ab下落時(shí)能達(dá)到的最大速度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距離L=0.5m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，且都與導(dǎo)軌始終有良好接觸。已知兩金屬棒質(zhì)量均為m=0.02kg，電阻相等且不可忽略。整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，金屬棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而金屬棒cd恰好能夠保持靜止。取g=10m／s，求：

（1）通過(guò)金屬棒cd的電流大小、方向；
（2）金屬棒ab受到的力F大�。�
（3）若金屬棒cd的發(fā)熱功率為0.1W，金屬棒ab的速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.電阻均為，質(zhì)量分別為和的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，試求:

(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg．電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案