(2012?南充二模)如圖所示,在與水平面成θ=30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道,其電阻可忽略不計(jì).空間存在著勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T,方向垂直軌道平面向上.導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置,且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路,每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg,回路中每根導(dǎo)體棒電阻r=5.0×10-2Ω,金屬軌道寬度l=0.50m.現(xiàn)對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的拉力,使之勻速向上運(yùn)動(dòng).在導(dǎo)體棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)的過程中,導(dǎo)體棒cd始終能靜止在軌道上.g取10m/s2.求:
(1)導(dǎo)體棒cd受到的安培力大。
(2)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的速度大;
(3)拉力對導(dǎo)體棒ab做功的功率.
分析:(1)cd靜止,則cd受力平衡,則分析其受力情況,由平衡關(guān)系可得出安培力的大;
(2)由安培力公式可求得電路中電流,則由閉合電路歐姆定律可得出電動(dòng)勢,再由E=BLV可求得cd的速度;
(3)ab棒受力平衡,則由共點(diǎn)力平衡關(guān)系可求是拉力的大小,由P=Fv可求得拉力的功率.
解答:解:(1)導(dǎo)體棒cd靜止時(shí)受力平衡,設(shè)所受安培力為F,則F=mgsinθ=0.10 N 
(2)設(shè)導(dǎo)體棒ab的速度為v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E,通過導(dǎo)體棒cd的感應(yīng)電流為I,
E=Blv,I=
E
2r
,F(xiàn)=BIl    
解得v=
2Fr
B2l2
=1.0 m/s  
(3)設(shè)對導(dǎo)體棒ab的拉力為F,導(dǎo)體棒ab受力平衡,則F=F+mgsinθ=0.20 N
拉力的功率P=Fv=0.20 W.
點(diǎn)評:本題為電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合,在解題中要重點(diǎn)做好受力分析及運(yùn)動(dòng)情景分析,用好共點(diǎn)力的平衡關(guān)系及牛頓第二定律等基本規(guī)律.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?南充二模)如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略.下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?南充二模)如圖所示,A、B為一對中間開有小孔的平行金屬板,相距一定距離,A板接地,現(xiàn)有一電子在t=0時(shí)刻在A板小孔中由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng),不計(jì)重力及阻力影響,使電子一定能從B中小孔射出,則B板電勢φB與時(shí)間t的變化規(guī)律是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?南充二模)如圖所示,在一次救災(zāi)工作中,一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A,用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),懸索將傷員吊起,在某一段時(shí)間內(nèi),A、B之間的距離以l=H-t2(式中H為直升機(jī)A離地面的高度,各物理量的單位均為國際單位制單位)規(guī)律變化,則在這段時(shí)間內(nèi)( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?南充二模)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t 圖象如圖所示,規(guī)定t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位于O點(diǎn),且水平向右為正方向,則該質(zhì)點(diǎn)在前9s內(nèi)(  )

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案