題目列表(包括答案和解析)
如圖所示,足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,間距為L,與水平面成θ角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,且.R1支路串聯(lián)開關(guān)S,原來S閉合,勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向上。有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,接觸面粗糙且始終接觸良好,導(dǎo)體棒的有效電阻也為R.現(xiàn)讓導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑,當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時速率為,此時整個電路消耗的電功率為重力功率的。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g,導(dǎo)軌電阻不計。試求:
(1)在上述穩(wěn)定狀態(tài)時,導(dǎo)體棒ab中的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(2)如果導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后運(yùn)動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),在這一過程中回路產(chǎn)生的電熱是多少?
(3)斷開開關(guān)S后,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑一段距離后,通過導(dǎo)體棒ab的電量為q,求這段距離是多少?
如圖所示,兩根足夠長固定平行金屬導(dǎo)軌位于傾角的斜面上,導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R = 20Ω的電阻,導(dǎo)軌電阻忽略不計,導(dǎo)軌寬度L =2m,在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。質(zhì)量m=0. l kg、連入電路的電阻r=10Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放,當(dāng)金屬棒ab下滑高度h=3m時,速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s,金屬棒ab在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌良好接觸。g取10.求:
(1)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動過程中機(jī)械能的減少量。
(2)金屬棒ab由靜止至下滑高度為3m的運(yùn)動過程中導(dǎo)軌上端電阻R中產(chǎn)生的熱量。
如圖所示,豎直放置的兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌相距為L,導(dǎo)軌的兩端分別與電源(串有一滑動變阻器R)、定值電阻、電容器(原來不帶電)和開關(guān)K相連。整個空間充滿了垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一質(zhì)量為m,電阻不計的金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上。已知電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,電容器的電容為C,定值電阻的阻值為R0,不計導(dǎo)軌的電阻。
(1)當(dāng)K接1時,金屬棒ab在磁場中恰好保持靜止,則滑動變阻器接入電路的阻值R多大?
(2)當(dāng)K接2后,金屬棒ab從靜止開始下落,下落距離s時達(dá)到穩(wěn)定速度,則此穩(wěn)定速度的大小為多大?下落s的過程中所需的時間為多少?
(3)先把開關(guān)K接通2,待ab達(dá)到穩(wěn)定速度后,再將開關(guān)K接到3。試通過推導(dǎo),說明ab棒此后的運(yùn)動性質(zhì)如何?求ab再下落距離s時,電容器儲存的電能是多少?(設(shè)電容器不漏電,此時電容器還沒有被擊穿)
如圖所示,ab、cd是兩根固定的豎直光滑的足夠長金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上套有一根可滑動的金屬細(xì)棒,整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場中。已知棒長L=10cm,電阻R=0.2Ω,質(zhì)量m=20g,開始時處于靜止?fàn)顟B(tài)。電池電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=0.1Ω,導(dǎo)軌的電阻、空氣阻力均不計,取g=10m/s2。當(dāng)電鍵K閉合后,試求:
(1)棒L的最大加速度;
(2)棒L的最大速度;
(3)棒L達(dá)到最大速度后,棒L發(fā)熱消耗的功率與整個電路消耗的功率之比;
(4)若棒L從靜止到速度達(dá)到最大過程中上升了s=10m,則在這過程中,安培力對棒L所做的功是多少?
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