如圖(甲)所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.30m.導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間連接有定值電阻R=0.40Ω.導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下.用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直),電流傳感器(不計(jì)傳感器的電阻)可隨時(shí)測(cè)出通過R的電流并輸入計(jì)算機(jī),獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(乙)所示.求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí):
(1)金屬桿ab受到安培力的大小和方向;
(2)金屬桿的速率;
(3)對(duì)圖象分析表明,金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a=0.40m/s2,計(jì)算2.0s時(shí)外力做功的功率.
精英家教網(wǎng)
分析:(1)由圖象與安培力大小公式,即可求解;
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律與切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相結(jié)合,即可求解;
(3)根據(jù)牛頓第二定律與做功的功率,則可求出結(jié)果.
解答:(1)由圖乙可知2.0s時(shí)通過金屬桿ab的電流為0.2A,
此時(shí)金屬桿受到的安培力     F=BIL 
解得:F=3.0×10-2
方向水平向左
(2)設(shè)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,根據(jù)閉合電路歐姆定律
I=
E
R+r

解得:E=0.12V
設(shè)金屬桿在2.0s時(shí)的速率為v1,則      E=BLv1
解得:v1=0.80m/s
(3)根據(jù)牛頓第二定律  F-F=ma
解得:在2.0s時(shí)拉力F=7.0×10-2
設(shè)2.0s時(shí)外力F做功的功率為P,則
P=Fv1
解得:P=5.6×10-2W
答:(1)金屬桿ab受到安培力的大小3.0×10-2N和方向水平向左;
(2)金屬桿的速率0.80m/s;
(3)對(duì)圖象分析表明,金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a=0.40m/s2,則2.0s時(shí)外力做功的功率5.6×10-2W.
點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生通過圖象尋找正確的信息,并結(jié)合物理規(guī)律:閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、做功的功率表達(dá)式等,來進(jìn)行綜合求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?長(zhǎng)沙縣模擬)某空間存在著如圖(甲)所示的足夠大的,沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中A,B兩個(gè)物塊疊放在一起,置于光滑絕緣水平地面上,物塊A帶正電,物塊B不帶電且表面絕緣.在t1=0時(shí)刻,水平恒力F作用在物塊B上,使A,B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng).在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過程中,以下說法中正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖(甲)所示, 足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.30m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間連接有定值電阻R=0.40Ω。導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω的金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直),電流傳感器(不計(jì)傳感器的電阻)可隨時(shí)測(cè)出通過R的電流并輸入計(jì)算機(jī),獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(乙)所示。求金屬桿開始運(yùn)動(dòng)2.0s時(shí):
(1)金屬桿ab受到安培力的大小和方向;
(2)金屬桿的速率;
(3)對(duì)圖像分析表明,金屬桿在外力作用下做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小a=0.40m/s2,計(jì)算2.0s時(shí)外力做功的功率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012年遼寧省大連十一中高考物理模擬試卷(12月份)(解析版) 題型:選擇題

某空間存在著如圖(甲)所示的足夠大的,沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中A,B兩個(gè)物塊疊放在一起,置于光滑絕緣水平地面上,物塊A帶正電,物塊B不帶電且表面絕緣.在t1=0時(shí)刻,水平恒力F作用在物塊B上,使A,B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng).在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過程中,以下說法中正確的是( )

A.圖(乙)可以反映A所受洛倫茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示洛倫茲力大小
B.圖(乙)可以反映A對(duì)B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示摩擦力大小
C.圖(乙)可以反映A對(duì)B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示壓力大小
D.圖(乙)可以反映B對(duì)地面的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示壓力大小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2011年湖南省長(zhǎng)沙市四縣市聯(lián)考高考物理調(diào)研試卷(解析版) 題型:選擇題

某空間存在著如圖(甲)所示的足夠大的,沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在磁場(chǎng)中A,B兩個(gè)物塊疊放在一起,置于光滑絕緣水平地面上,物塊A帶正電,物塊B不帶電且表面絕緣.在t1=0時(shí)刻,水平恒力F作用在物塊B上,使A,B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng).在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過程中,以下說法中正確的是( )

A.圖(乙)可以反映A所受洛倫茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示洛倫茲力大小
B.圖(乙)可以反映A對(duì)B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示摩擦力大小
C.圖(乙)可以反映A對(duì)B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示壓力大小
D.圖(乙)可以反映B對(duì)地面的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系,圖中y表示壓力大小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案