如圖所示,P、Q為兩根相距為L且互相平行的長直光滑的金屬導(dǎo)軌,其左端與電容為C的電容器和阻值分別為R1、R2的電阻連成圖示電路,質(zhì)量為m的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,且接觸良好,其電阻為r(導(dǎo)軌電阻不計),整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場中.現(xiàn)閉合開關(guān)S,用大小為F的水平力拉棒ab,使它水平向右運動.求:
(1)棒ab的最大速度;
(2)棒ab達最大速度時電容器的帶電量;
(3)在棒ab達最大速度后,斷開開關(guān)S、并同時撤去水平拉力F,此后電阻R1產(chǎn)生的熱量多大?
精英家教網(wǎng)
(1)棒ab在外力F作用下向右運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使棒ab產(chǎn)生向左的安培力作用,當(dāng)F=F 時棒ab有最大速度vm 由題設(shè)條件有:
 F=BIL…①
此時棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=BLvm…②
回路中的總電流為:I=
E
R1+r
…③
聯(lián)立上述三式解得:vm=
F(R1+r)
B2l2
…④
(2)設(shè)電容器帶電量為Q,棒ab達到最大速度時有:Q=CUR1…⑤
而:UR1=IR1                                                            
聯(lián)立上述兩式:Q=
FCR1
Bl
… ⑦
(3)當(dāng)斷開開關(guān)S后,電路由R1和r 串聯(lián)組成,由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有:
回路產(chǎn)生的總熱量為:Q=
1
2
m
v2m
…⑧
R1上產(chǎn)生的熱量為:QR1=
R1
R1+r
Q
 ⑨
聯(lián)立以上二式解得:QR1=
F2mR1(R1+r)
2B4l4
…⑩
答:(1)棒ab的最大速度為
F(R1+r)
B2l2
;
(2)棒ab達最大速度時電容器的帶電量為
FCR1
Bl

(3)電阻R1產(chǎn)生的熱量為
F2mR1(R1+r)
2B4l4
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,P和Q為兩個等量的異種電荷,圖中畫出它們之間的連線以及連線的中垂線,并規(guī)定無窮遠處的電勢為0.在兩個電荷所產(chǎn)生的電場中有a、b、c三點,其中(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,P、Q為兩根相距為L且互相平行的長直光滑的金屬導(dǎo)軌,其左端與電容為C的電容器和阻值分別為R1、R2的電阻連成圖示電路,質(zhì)量為m的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,且接觸良好,其電阻為r(導(dǎo)軌電阻不計),整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場中.現(xiàn)閉合開關(guān)S,用大小為F的水平力拉棒ab,使它水平向右運動.求:
(1)棒ab的最大速度;
(2)棒ab達最大速度時電容器的帶電量;
(3)在棒ab達最大速度后,斷開開關(guān)S、并同時撤去水平拉力F,此后電阻R1產(chǎn)生的熱量多大?

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如圖所示,P、Q為兩個都帶正電,并且電荷量相等的點電荷,O為它們連線的中點,A.B為它們垂直平分線上的兩點,A點較近而B點較遠.A.B兩點的場強分別為EA和EB,電勢分別為φA和φB,下面的說法中正確的是[  ]

A.EA一定大于EB,φA一定高于φB

B.EA不一定大于EB,φA一定高于φB

C.EA一定大于EB,φA不一定高于φB

D.EA不一定大于EB,φA不一定高于φB

 

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科目:高中物理 來源:2004年廣東省湛江市高考預(yù)測題物理試卷(—)(解析版) 題型:解答題

如圖所示,P、Q為兩根相距為L且互相平行的長直光滑的金屬導(dǎo)軌,其左端與電容為C的電容器和阻值分別為R1、R2的電阻連成圖示電路,質(zhì)量為m的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,且接觸良好,其電阻為r(導(dǎo)軌電阻不計),整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場中.現(xiàn)閉合開關(guān)S,用大小為F的水平力拉棒ab,使它水平向右運動.求:
(1)棒ab的最大速度;
(2)棒ab達最大速度時電容器的帶電量;
(3)在棒ab達最大速度后,斷開開關(guān)S、并同時撤去水平拉力F,此后電阻R1產(chǎn)生的熱量多大?

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