(18分)如圖所示,平行且足夠長的兩條光滑金屬導軌,相距0.5 m,與水平面夾角為30°,不計電阻,廣闊的勻強磁場垂直穿過導軌平面,磁感應強度B=0.4 T,垂直導軌放置兩金屬棒,長度均為0.5 m,電阻均為0.1Ω,質量分別為0.1 kg和0.2 kg,兩金屬棒與金屬導軌接觸良好且可沿導軌自由滑動。現(xiàn)棒在外力作用下,以恒定速度ν=1.5m/s沿著導軌向上滑動,棒則由靜止釋放。試求:(取g="10" m/s2

(1)金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢;
(2)閉合回路中的最小電流和最大電流;
(3)金屬棒的最終速度。
(1)(2) (3)
(18分)
(1)---------------------------(3分)
(2)剛釋放棒時,  ---------------------------(2分)     
棒受到安培力為:-------------------(1分)
棒受到的重力為:     ---------------------------(1分)     棒沿導軌向下加速運動,即閉合回路的增大;電流也將增大,所以最小電流為:    ---------------------------(4分)             
棒的速度達到最大時,同路的電流最大,此時棒的加速度為零。
得:---------------------------(4分)          
(3)由得:---------------------------(3分)
本題考查的是電磁感應定律和力學綜合的問題,首先根據(jù)電磁感應定律計算出感應電動勢;然后根據(jù)安培力的計算和力學規(guī)律計算出最大最小電流;最后根據(jù)歐姆定律計算出電壓;
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,豎直放置的半圓形絕緣光滑軌道半徑R=40cm,下端與絕緣光滑的水平面平滑連接,整個裝置處于方向豎直向下,大小為E=1×103V/m的勻強電場中,一質量為m=10g、帶電量為q=+1×10-4C的小物塊(可視為質點),從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動,沿半圓形軌道恰好能通過最高點C,取g=10m/s2,試求:

(1)小物塊從C點拋出后落地點與B點間的水平距離;
(2)v0的大小和過B點時軌道對小物塊的支持力大;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(12分)一個3/4圓弧形的光滑細圓環(huán)軌道ABC水平放置,此軌道固定在光滑的水平面上。軌道半徑為R,C、O、B在一條直線上,如圖所示。圓心O與A、D在同一條直線上,MN是放在AD上長為2R的木板,木板的厚度不計,左端M正好位于A點。整個裝置處于垂直AD方向如圖所示的勻強電場中,電場強度大小為E。將一個質量為m,帶電量為+q的小球(可視為質點)從過A點并垂直于AD的直線上的某點P由靜止開始釋放,則:
(1) 若小球由圓弧軌道經(jīng)C點射出后,恰好能打到木板MN 的中點,則小球從C點射出的速度大小為多大?
(2) 在(1)的情景下,小球運動到軌道上的B點時對軌道的壓力是多大?
(3) 某同學認為只要調節(jié)釋放點P到A點的距離L,總可以使小球經(jīng)過C后打到木板的最左端M點,試判斷這位同學的說法是否合理?若合理,試計算出L的數(shù)值;若不合理,請通過計算說明理由。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,水平方向有界勻強磁場的高度h=1m、磁感應強度B=T。豎直放置的“日”字型閉合導體線框ABFE,寬L=1m,質量m=0.25kg,AC、CE的長度都大于h,AB邊的電阻RAB=1Ω、CD邊的電阻RCD=2Ω、EF邊的電阻REF=3Ω,其余電阻不計。線框由靜止下落,AB邊進入磁場時恰能勻速運動,不計空氣阻力,g取10m/s2。求:

(1)開始下落時,線框AB邊離磁場上邊界的高度h1為多少?
(2)若線框CD邊剛進入磁場時也做勻速運動,AB邊與CD邊的距離h2為多少?
(3)在滿足(1)(2)前提下,若線框EF邊剛進磁場時也做勻速運動,則從開始下落到EF邊離開磁場過程中,線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間存在豎直向下的勻強電場和水平方向(垂直紙面向里)的勻強磁場,一離子在電場力和洛倫茲力共同作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C為運動的最低點,不計重力,則(    )
A.該離子必帶正電
B.A?B兩點位于同一高度
C.離子到達C點時的速度最大
D.離子到達B點后,將沿原路返回A點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在豎直平面內有水平向右的勻強電場,同一豎直平面內水平拉直的絕緣細線一端系一帶正電的小球,另一端固定于O點,已知帶電小球受到的電場力大于重力,小球由靜止釋放,到達圖中豎直虛線前小球做(           )
A.平拋運動B.圓周運動
C.勻加速直線運動D.勻變速曲線運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(2009·福建高考)如圖10所示,固定放置在同一水平面內的兩根平行長直金屬導軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上的磁感應強度大小為B的勻強磁場中.一質量為m(質量分布均勻)的導體桿ab垂直于導軌放置,且與兩導軌保持良好接觸,桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.當桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離l時,速度恰好達到最大(運動過程中桿始終與導軌保持垂直).設桿接入電路的電阻為r,導軌電阻不計,重力加速度大小為g.則此過程                                                   (  )
A.桿的速度最大值為
B.流過電阻R的電荷量為
C.恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量
D.恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根平行的間距為L=1m的光滑金屬導軌(電阻忽略不計)豎直放置,其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B=1T,磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導體棒a的質量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω;從圖中M處由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動,且勻速穿過磁場區(qū)域.設重力加速度為g=10m/s2。求:

(1)產(chǎn)生感應電流的大小和方向;
(2)在整個過程中,回路產(chǎn)生的熱量;
(3)M距L1的高度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示是電磁流量計的示意圖。圓管由非磁性材料制成、空間有勻強磁場。當管中的導電液體流過磁場區(qū)域時,測出管壁上MN兩點間的電勢差為E,就可以知道管中流體的流量q――單位時間內流過管道橫截面的流體的體積。已知管的直徑為d,磁感應強度為B,則q與E關系的表達式為                 假定管中各處液體的流速相同。

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