如圖，AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，（金屬棒的阻值也為R）從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，已知金屬棒下滑過(guò)程中的最大速度為vm（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．
（1）求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）若金屬棒從靜止開(kāi)始下滑到金屬棒達(dá)最大速度時(shí)金屬棒沿斜面下滑的距離是d，求該過(guò)程中金屬導(dǎo)軌與金屬棒所形成的回路產(chǎn)生的熱量Q．
（1）金屬棒ab從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑過(guò)程中，速度增大，所受的安培力隨著增大，安培力先小于棒的重力沿斜面向下的分力，后等于重力的分力，當(dāng)安培力與重力的分力大小相等時(shí)，加速度減小到0時(shí)，達(dá)到最大速度，此時(shí)根據(jù)平衡條件得：
mgsinθ=BIL
又I=
BLvm
2R

聯(lián)立解得磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=
2mgRsinθ
vmL2

（2）由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知，金屬棒減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為回路中的焦耳熱，即 Q=mgdsinθ-
1
2
m
v2m

答：（1）該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為
2mgRsinθ
vmL2
；（2）該過(guò)程中金屬導(dǎo)軌與金屬棒所形成的回路產(chǎn)生的熱量Q為mgdsinθ-
1
2
m
v2m
．
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：問(wèn)答題

不計(jì)電阻的光滑平行軌道EFG、PMN構(gòu)成相互垂直的L型，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與水平的EFMP平面夾角θ（θ＜45°）斜向上，金屬棒ab、cd的質(zhì)量均為m、長(zhǎng)均為L(zhǎng)、電阻均為R．a(chǎn)b、cd由細(xì)線通過(guò)角頂處的光滑定滑輪連接，細(xì)線質(zhì)量不計(jì)，ab、cd與軌道正交，已知重力加速度為g．
（1）求金屬棒的最大速度vmax；
（2）當(dāng)金屬棒速度為v時(shí)，且v小于最大速度vmax時(shí)，求機(jī)械能損失的功率P1和電阻的發(fā)熱功率P2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，兩根水平放置的平行光滑導(dǎo)軌上，有兩根可以移動(dòng)的、垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab和cd，導(dǎo)軌的間距為25cm，ab棒和cd棒的阻值均為2Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)將cd棒用一根絕緣細(xì)繩水平拉住，細(xì)繩所能承受的最大拉力為2N．整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4T．今在棒ab上作用一個(gè)與導(dǎo)軌平行向右的恒力F，直到細(xì)繩被拉斷．則細(xì)繩被拉斷時(shí)，求：
（1）cd棒中電流強(qiáng)度的大小
（2）ab棒的速度大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，固定在絕緣水平地面上的平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1=0.5m，左端用導(dǎo)線相連．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌靜止在導(dǎo)軌平面上，金屬棒ab與導(dǎo)軌左端的距離L2=0.8m，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.75，導(dǎo)與線導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．現(xiàn)將整個(gè)裝置置于垂直于軌道平面豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示．設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，忽略金屬棒與導(dǎo)軌上電流之間的相互作用，g=10m/s2．求：
（1）金屬棒未出現(xiàn)滑動(dòng)之前，通過(guò)金屬棒ab中電流的大小和方向；
（2）從t=0時(shí)刻開(kāi)始到金屬棒剛要發(fā)生滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬棒產(chǎn)生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，矩形線框的質(zhì)量m=0.016kg，長(zhǎng)L=0.5m，寬d=0.1m，電阻R=0.1Ω．從離磁場(chǎng)區(qū)域高h(yuǎn)1=5m處自由下落，剛?cè)雱驈?qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力作用，線框正好作勻速運(yùn)動(dòng)．
（1）求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）如果線框下邊通過(guò)磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間為△t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一個(gè)10匝、面積為0.1m2的線圈，放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線圈平面垂直，開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1T，之后經(jīng)過(guò)0.05s磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加到0.5T．在此過(guò)程中
（1）穿過(guò)線圈的磁通量的變化量是多少？
（2）磁通量的平均變化率是多少？
（3）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示水平放置的兩平行金屬板相距為d，金屬板與兩平行金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，由于導(dǎo)軌上有一導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致平行板間有一質(zhì)量為m，電荷量為-q的液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)．求：
（1）導(dǎo)體ab兩端的電壓；
（2）導(dǎo)體ab的速度大小和方向．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

圖中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，讓長(zhǎng)為0.2m的導(dǎo)體AB在金屬導(dǎo)軌上，以5m/s的速度向左做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)導(dǎo)軌兩側(cè)所接電阻R1=4Ω，R2=1Ω，本身電阻為1Ω，AB與導(dǎo)軌接觸良好．求：
（1）導(dǎo)體AB中的電流大小
（2）全電路中消耗的電功率．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，先后兩次將同一個(gè)矩形線圈由勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出，兩次拉動(dòng)的速度相同．第一次線圈長(zhǎng)邊與磁場(chǎng)邊界平行，將線圈全部拉出磁場(chǎng)區(qū)，拉力做功W1、通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為q1，第二次線圈短邊與磁場(chǎng)邊界平行，將線圈全部拉出磁場(chǎng)區(qū)域，拉力做功為W2、通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則（　�。�
A．W1＞W(wǎng)2，q1=q2B．W1=W2，q1＞q2
C．W1＜W2，q1＜q2D．W1＞W(wǎng)2，q1＞q

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案