寬度為L(zhǎng),足夠長(zhǎng)的光滑傾斜導(dǎo)軌與水平面間夾角為θ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁 感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于導(dǎo)軌向上,范圍足夠大,導(dǎo)軌的上端連著一個(gè)阻值為R的電阻,下端連著一個(gè)阻值為2R的電阻,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m,電阻也為R,垂直地放在導(dǎo)軌上。在某一平行于導(dǎo)軌向上的恒力(圖中未畫出)的作用下,ab棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),最后達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程中,通過(guò)斜面底端電阻2R的最大電流為I,求:

(1)通過(guò)ab棒的最大電流;(2)ab棒的最大加速度;(3)ab棒的最大速度。

(1)3I  (2)   (3)

解析試題分析:(1)ab棒在外力F的作用下沿導(dǎo)軌向上做加速度a逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)a=0時(shí),速度v=vm最大,此時(shí)電流也最大。
由電路結(jié)構(gòu)知,此時(shí),通過(guò)ab棒的電流為3I
(2)當(dāng)速度v=vm時(shí),有F-3BIL-mgsinθ=0 得F=3BIL+mgsinθ
剛開始時(shí),v=0,a=am最大,
所以F-mgsinθ=mam得am 
(3)a=0時(shí),v=vm,ab棒的電動(dòng)勢(shì)E=BLvm又E=3I×R=5IR
可得vm 
考點(diǎn):本題考查電磁感應(yīng),物體的平衡,牛頓第二定律,恒定電流的電路問(wèn)題。

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:計(jì)算題

(17分)如圖所示,串聯(lián)阻值為R的閉合電路中,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd存在一個(gè)方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加且變化率為的勻強(qiáng)磁場(chǎng),abcd的電阻值也為R,其他電阻不計(jì).電阻兩端又向右并聯(lián)一個(gè)平行板電容器.在靠近M板處由靜止釋放一質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子(不計(jì)重力),經(jīng)過(guò)N板的小孔P進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向內(nèi)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),已知該圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑為.求:

(1)電容器獲得的電壓;
(2)帶電粒子從小孔P射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的速度;
(3)帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和它離開磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xoy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的有界圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出);在第二象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng).一粒子源固定在x軸上坐標(biāo)為(-L,0)的A點(diǎn).粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v的電子,電子恰好能通過(guò)y軸上坐標(biāo)為(0,2L)的C點(diǎn),電子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好垂直通過(guò)第一象限內(nèi)與x軸正方向成15°角的射線ON(已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用).求:

⑴勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
⑵電子離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角θ;
⑶圓形磁場(chǎng)的最小半徑Rmin

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,真空中有以O(shè)′為圓心,r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。圓的最下端與x軸相切于直角坐標(biāo)原點(diǎn)O,圓的右端與平行于y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在坐標(biāo)系第四象限存在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子,質(zhì)子在磁場(chǎng)中做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),然后進(jìn)入電場(chǎng)到達(dá)x軸上的C點(diǎn)。已知質(zhì)子帶電量為+q,質(zhì)量為m,不計(jì)質(zhì)子的重力、質(zhì)子對(duì)電磁場(chǎng)的影響及質(zhì)子間的相互作用力。求:

(1)質(zhì)子剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向和大小;
(2)OC間的距離;
(3)若質(zhì)子到達(dá)C點(diǎn)后經(jīng)過(guò)第四限的磁場(chǎng)后恰好被放在x軸上D點(diǎn)處(圖上未畫出)的一檢測(cè)裝置俘獲,此后質(zhì)子將不能再返回電場(chǎng),則CD間的距離為多少。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

(16分)如圖甲所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=N/C,F(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷 C/kg的正電荷從電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)t0=1×10-5s后,通過(guò)MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)開始計(jì)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律周期性變化。

(1)求電荷進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0;
(2)求圖乙中t=2×10-5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離;
(3)如果在P點(diǎn)右方d=105 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間(保留三位有效數(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分)中心均開有小孔的金屬板C、D與半徑為d的圓形單匝金屬線圈連接,圓形框內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),大小隨時(shí)間變化的關(guān)系為 (k未知且k>0),E、F為磁場(chǎng)邊界,且與C、D板平行。D板右方分布磁場(chǎng)大小均為B0,方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。區(qū)域Ⅰ的磁場(chǎng)寬度為d,區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)寬度足夠大。在C板小孔附近有質(zhì)量為m、電量為q的負(fù)離子由靜止開始加速后,經(jīng)D板小孔垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ,不計(jì)離子重力。

(1)判斷圓形線框內(nèi)的磁場(chǎng)方向;
(2)若離子從C板出發(fā),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又恰能回到C板出發(fā)點(diǎn),求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間;
(3)若改變圓形框內(nèi)的磁感強(qiáng)度變化率k,離子可從距D板小孔為2d的點(diǎn)穿過(guò)E邊界離開磁場(chǎng),求圓形框內(nèi)磁感強(qiáng)度的變化率k是多少?

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,質(zhì)量為m,阻值為R的導(dǎo)體棒ab垂直放在光滑足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)軌的底端,U形導(dǎo)軌的頂端連接一個(gè)阻值為R的電阻,導(dǎo)軌平面與水平面成角,整個(gè)裝置處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)給導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上的初速度,在導(dǎo)體棒上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中電阻上產(chǎn)生了的熱量,返回過(guò)程中,導(dǎo)體棒在到達(dá)底端前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng),速度大小為.導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度為g.求:

(1)導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到返回底端的過(guò)程中,回路中產(chǎn)生的電熱;
(2)導(dǎo)體棒上升的最大高度.
(3)導(dǎo)體棒在底端開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,圓心在O點(diǎn)、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上,Oc與Oa的夾角為,軌道最低點(diǎn)a與桌面相切。一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時(shí),m1位于c點(diǎn),然后從靜止釋放,設(shè)輕繩足夠長(zhǎng),不計(jì)一切摩擦。則(   )

A.在m1由c下滑到a的過(guò)程中,兩球速度大小始終相等
B.m1在由c下滑到a的過(guò)程中重力的功率先增大后減小
C.若m1恰好能沿圓弧軌道下滑到a點(diǎn),則m1=3m2
D.若m1恰好能沿圓弧軌道下滑到a點(diǎn),則m1=2m2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題

如圖所示,分別用恒力F1、F2先后將一物體由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至頂端,兩次所用時(shí)間相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向.則兩個(gè)過(guò)程比較

A.接觸面上因摩擦產(chǎn)生的熱量相同
B.物體的機(jī)械能增加量相同
C.F1做的功與F2做的功相同
D.F1做功的功率比F2做功的功率小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案