如圖所示,頂角θ=45°,的金屬導軌 MON固定在水平面內(nèi),導軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導軌MON向左滑動,導體棒的質(zhì)量為m,導軌與導體棒單位長度的電阻均勻為r。導體棒與導軌接觸點的ab,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。t=0時,導體棒位于頂角O處,求:
(1)t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向。
(2)導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式。
(3)導體棒在0~t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(4)若在t0時刻將外力F撤去,導體棒最終在導軌上靜止時的坐標x
 
(1) 電流方向:  ba
(2)Q
(3) Q
(4) x=v0t0+ d
(1)0到t時間內(nèi),導體棒的位移:   xt
          t時刻,導體棒的長度:       lx
導體棒的電動勢:         EBl v0
       回路總電阻:           R=(2xx)r
電流強度:             
電流方向:            ba
。2)                FBlI
(3)t時刻導體棒的電功率:    PI 2R
    由于I恒定        R/v0rtt
     因此           
 Q
 (4)撤去外力持,設(shè)任意時刻t導體的坐標為x,速度為v,取很短時間Δt或很短距離Δx
      
 

 
   在tt+時間內(nèi),由動量定理得
                   BIlΔtmΔv
                 

掃過的面積ΔS 。x=v0t
x
設(shè)滑行距離為d,則 
  
即     d2+2v0t0d-2ΔS=0
解之    d=-v0t0+   。ㄘ撝狄焉崛ィ
得      x=v0t0+ d
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,足夠長的水平導體框架的寬度L="0.5" m,電阻忽略不計,定值電阻R=2Ω。磁感應(yīng)強度B="0.8" T的勻強磁場方向垂直于導體框平面,一根質(zhì)量為m="0.2" kg、有效電阻r=2Ω的導體棒MN垂直跨放在框架上,該導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,導體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運動到剛開始勻速運動時,通過導體棒截面的電量共為q="2" C,求:
(1)導體棒做勻速運動時的速度;
(2)導體棒從開始運動到剛開始勻速運動這一過程中,導體棒產(chǎn)生的電熱。(g取10 m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑平行的金屬導軌MN、PQ相距l,其框架平面與水平面成角,在M點和P點間接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面向下、寬為d的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab,垂直擱置于導軌上,與磁場上邊界相距d0,現(xiàn)使它由靜止開始運動,在棒ab離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好的接觸,導軌電阻不計).求:
(1)棒ab在離開磁場下邊界時的速度,
(2)棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個電路所消耗的電能.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,寬L=1m、傾角的光滑平行導軌與電動勢E=3.0V、內(nèi)阻r=0.5的電池相連接,處在磁感應(yīng)強度、方向豎直向上的勻強磁場中。質(zhì)量m=200g、電阻R=1的導體ab從靜止開始運動。不計期于電阻,且導軌足夠長。試計算:
(1)若在導體ab運動t=3s后將開關(guān)S合上,這時導體受到的安培力是多大?加速度是多少?
(2)導體ab的收尾速度是多大?
(3)當達到收尾速度時,導體ab的重力功率、安培力功率、電功率以及回路中焦耳熱功率和化學功率各是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,,電壓表與電流表的量程分別為0~10V和0~3A,電表均為理想電表。導體棒ab與導軌電阻均不計,且導軌光滑,導軌平面水平,ab棒處于勻強磁場中。
(1)當變阻器R接入電路的阻值調(diào)到30,且用=40N的水平拉力向右拉ab棒并使之達到穩(wěn)定速度時,兩表中恰好有一表滿偏,而另一表又能安全使用,則此時ab棒的速度是多少?
(2)當變阻器R接入電路的阻值調(diào)到,且仍使ab棒的速度達到穩(wěn)定時,兩表中恰有一表滿偏,而另一表能安全使用,則此時作用于ab棒的水平向右的拉力F2是多大?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,把兩根平行光滑金屬導軌放在水平桌面上,桌子高0.8 m,導軌間距0.2 m,在導軌水平部分有磁感應(yīng)強度為0.1 T,方向豎直向下的勻強磁場,弧形金屬導軌的一端接有電阻R="1" Ω,質(zhì)量m="0.2" kg的金屬桿ab由靜止開始距桌面h="0.2" m高處開始下滑,最后落到距桌子水平距離s="0.4" m處,金屬桿及導軌電阻不計,試求:

(1)金屬桿進入導軌水平部分瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向.
(2)金屬桿滑出導軌瞬間感應(yīng)電動勢的大小.
(3)整個過程中電阻R放出的熱量.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題




(1)導線中感應(yīng)電流的大小;
(2)磁場對方框作用力的大小隨時間的變化率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,空間有一寬為2L的勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長為L的正方形線框,總電阻值為R.線框以垂直磁場邊界的速度v勻速通過磁場區(qū)域.在運動過程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行.設(shè)線框剛進入磁場的位置x=0,x軸沿水平方向向右.
在下面的乙圖中,畫出ab兩端電勢差Uab隨距離變化的圖象(其中U0=BLv).



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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,在水平臺面上鋪設(shè)了兩根電阻不計的平行導軌MN和PQ,它們的寬度L=0.50m,水平部分是粗糙的,置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.60T,方向豎直向上.傾斜部分較光滑,該處無磁場.直導線a和b可在導軌上滑動,質(zhì)量均為m=0.20kg,電阻均為R=0.15.b放在導軌的水平部分,a置于斜軌高h=0.050m處無初速度釋放(設(shè)在運動中a、b間距足夠遠且始終與導軌接觸并垂直.回路感應(yīng)電流的磁場不計,g=10m/s2)求:

①由導線和導軌所組成回路的最大感應(yīng)電流是多少?
②如果導線與水平導軌動摩擦因數(shù)=0.10,當導線b速度達到最大值
時,a的加速度大小是多少?

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