如圖所示,長為L,電阻為r=0.30Ω、質(zhì)量為m=0.10kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上,兩導軌間距也為L,金屬棒與導軌間接觸良好,導軌電阻不計,導軌左端接有阻值R=0.50Ω的電阻。量程為0~3.OA的電流表串接在一條導軌上,量程為0~1.OV的電壓表接在電阻R的兩端。垂直導軌平面的勻強磁場向下穿過平面。現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒向右移動。當金屬棒以V=2.0m/s的速度在導軌平面上勻速滑動時,觀察到電路中的一個電表正好滿偏,而另一個電表未滿偏。問:

小題1:滿偏的電表是什么表?說明理由。
小題2:拉動金屬棒的外力F多大?
小題3:若此時撤去外力F,金屬棒將逐漸慢下來,最終停止在導軌上。求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R的電量。

小題1:電壓表滿偏
小題2:1.6N 
小題3:q=mv/BL=0.25C
(1)電壓表滿偏       
理由是:若電流表滿偏,回路中的電流應是I=3.0A,則電壓表的示數(shù)應是U=IR=1.5V大于電壓表量程;這不符合題意;若是電壓表滿偏,這時回路的電流是I=U/R=2.0A,說明電流表未滿偏。
(2)根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律:F v=I2(R+r),而I=U/R, 
解得: F=U2(R+r)/R2v="1.6N     "
(3) 取極小的Dt時,可以看作勻變速運動由牛二定律:
F=ma, 即  BIL=ma=mDv/Dt,
可以得到:   BILDt1=mDv1             BILDt2=mDv2
BILDt3=mDv3                ……
BILDtn=mDvn
兩邊求和BI1LDt1+ BI2LDt2+…= mDv1+ mDv2+…     
即            BLq=mΔv="mv         "
q=mv/BL=0.25C
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在水平面上固定一光滑金屬導軌HGDEFEF∥GH,DE=EF=DG=GH=EG=L.一質(zhì)量為m足夠長導體棒AC垂直EF方向放置于在金屬導軌上,導軌與導體棒單位長度的電阻均為r.整個裝置處在方向豎直向下、磁感應強度為B的勻強磁場中.現(xiàn)對導體棒AC施加一水平向右的外力,使導體棒從D位置開始以速度v0沿EF方向做勻速直線運動,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸.

小題1:求導體棒運動到FH位置,即將離開導軌時,FH兩端的電勢差.
小題2:關(guān)于導體棒運動過程中回路產(chǎn)生感應電流,小明和小華兩位同學進行了討論.小明認 為導體棒在整個運動過程中是勻速的,所以回路中電流的值是恒定不變的;小華則認 為前一過程導體棒有效切割長度在增大,所以電流是增大的,后一過程導體棒有效切 割長度不變,電流才是恒定不變的.你認為這兩位同學的觀點正確嗎?請通過推算證 明你的觀點.
小題3:求導體棒從D位置運動到EG位置的過程中,導體棒上產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)如圖所示,平行導軌ab、cd所在平面與勻強磁場垂直,ac間連接電阻R,導體棒ef橫跨直導軌間,長為L,電阻值為r,所在磁場的磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,導軌的表面光滑,其電阻可忽略,在ef棒以恒定速度v向右運動的過程中,求:
①電阻R中的電流大小和方向;
②伏特表的示數(shù);
③所加外力的大。
④電阻R的發(fā)熱損耗的電功率。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在閉合鐵芯上用漆包線繞兩個線圈A、B,線圈A兩端分別與兩根平行金屬導軌相連,導軌所在空間有垂直于導軌平面的勻強磁場,垂直跨放在導軌上的金屬桿與導軌接觸良好。當金屬桿沿導軌向右減速運動時
A.電阻R中無電流流過
B.流過電阻R的電流方向是aRb
C.流過電阻R的電流方向是bRa
D.電阻R中有電流流過,但方向無法判斷
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電阻不計的平行金屬導軌與水平面成θ角,導軌與定值電阻R1和R2相連,勻強磁場垂直穿過導軌平面。有一導體棒ab,質(zhì)量為m,其電阻R0與定值電阻R1和R2的阻值均相等,與導軌之間的動摩擦因數(shù)為μ。若使導體棒ab沿導軌向上滑動,當上滑的速度為v時,受到的安培力大小為F,此時(   )
A.電阻R1消耗的熱功率為Fv/3
B.電阻R0消耗的熱功率為Fv/6
C.整個裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgv·cosθ
D.整個裝置消耗的機械功率為Fv

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,一光滑平行金屬軌道平面與水平面成θ角。兩軌道上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab,以初速度v0從軌道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端。若運動過程中,金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好,且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計,則(    )
A.返回出發(fā)點時棒ab的速度小于v0
B.上滑到最高點的過程中克服安培力做功等于
C.上滑到最高點的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于
D.金屬桿兩次通過斜面上的同一位置時電阻R的熱功率相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖(a)所示,光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一平面內(nèi),與水平面的夾角為370,兩導軌間距L=0.3m。導軌電阻忽略不計,其間連接有固定電阻R=1.0Ω。導軌上有一質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.2Ω的金屬桿ab,整個裝置處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下。利用沿斜面方向外力F拉金屬桿ab,使之由靜止開始運動,電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入計算機,獲得電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖(b)所示。g取10m/s2,。
(1)證明金屬桿做勻加速直線運動,并計算加速度的大小
(2)求第4s末外力F的瞬時功率
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,為日光燈的工作電路.

(1)日光燈燈管與啟輝器_______(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)
(2)日光燈正常工時,燈管兩端電壓____220V(填大于、等于、小于).
(3)日光燈正常發(fā)光時,啟動器D的靜觸片和動觸片____(填接觸、斷開).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

穿過一個電阻為1Ω的閉合線圈的磁通量每秒均勻地增加3Wb,則
A.線圈中感應電動勢每秒增大3V           B.線圈中感應電流不變,等于3A
C.線圈中感應電流每秒減小3A             D.線圈中感應電流每秒增大3A。

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同步練習冊答案