如圖所示,de和fg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng),電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處,并與導(dǎo)軌始終接觸良好。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路,整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外。已知接通開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng),求:
(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度;
(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率;
(3)分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi),整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒
解:(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為零,由歐姆定律
導(dǎo)體棒ab受安培力
牛頓第二定律
導(dǎo)體棒ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度
設(shè)導(dǎo)體棒ab向上運(yùn)動(dòng)的最大速度為,當(dāng)導(dǎo)體棒所受重力與安培力相等時(shí),達(dá)到最大速度,回路電流為

由歐姆定律

(2)電源的輸出功率
P
(3)電源的電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的機(jī)械能和電路中產(chǎn)生的焦耳熱之和
△t時(shí)間內(nèi),電源的電能△E=E△t △t
導(dǎo)體棒ab增加的機(jī)械能△E機(jī)=mg△t=mg△t
電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=△t=(R+r)△t
△t時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒ab增加的機(jī)械能與電路中產(chǎn)生的焦耳熱之和為△E'
△E'=△E機(jī)+Q
△E'=mg△t+(R+r)△t
整理得△E'△t
由此得到△E=△E',回路中能量守恒
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,de和fg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng),電阻忽略不計(jì).在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源.一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處,并與導(dǎo)軌始終接觸良好.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路,整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外.已知接通開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng),求:
(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度;
(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率;
(3)分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi),整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,defg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L,電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處,并與導(dǎo)軌始終接觸良好。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路,整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外。已知接通開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng),求:

(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度;

(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率;

(3)分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi),整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(20分)如圖所示,defg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L,電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處,并與導(dǎo)軌始終接觸良好。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路,整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外。已知接通開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng),求:

(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度;

(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率;

(3)分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi),整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒

 

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科目:高中物理 來(lái)源:北京市崇文區(qū)2010年高三一模(理科綜合)物理部分 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,defg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L,電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端eg處,并與導(dǎo)軌始終接觸良好。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開(kāi)關(guān)構(gòu)成閉合回路,整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外。已知接通開(kāi)關(guān)S后,導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始向上加速運(yùn)動(dòng),求:

(1)導(dǎo)體棒ab剛開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度;

(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率;

(3)分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi),整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒

 

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