如圖所示,寬度為L(zhǎng)=0.2m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值R=1Ω的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=5T.一根質(zhì)量m=100g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì).現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度v=10m/s,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直.求:
(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大。
(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大。
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力,求:運(yùn)動(dòng)30cm和撤去拉力至棒停下來(lái)的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量.
(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=BLv=5×0.2×10V=10V,
電流:I=
E
R
=
10
1
=10A;
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力:F=BIL=5×10×0.2=10N,
導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件可得,拉力:F=F=10N;
(3)克服安培力做功產(chǎn)生焦耳熱,運(yùn)動(dòng)30cm過(guò)程中R上產(chǎn)生的熱量:Q1=Fs=10×0.3J=3J,
撤去拉力至棒停下來(lái)過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量:Q2=
1
2
mv2=
1
2
×0.1×100J=5J
,
整個(gè)過(guò)程R上產(chǎn)生的熱量:Q=Q1+Q2=3+5=8J;
答:(1)在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為10A.(2)作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小為10N.(3)運(yùn)動(dòng)30cm和撤去拉力至棒停下來(lái)的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量為8J.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向垂直于紙面向外,平行金屬軌接有電阻R,垂直導(dǎo)軌放有電阻也為R的導(dǎo)體棒MN,長(zhǎng)為L(zhǎng),當(dāng)它沿導(dǎo)軌以速度V向右滑動(dòng)
時(shí),MN兩端電勢(shì)差為( 。
A.
1
4
BLV
B.
1
2
BLV
C.BLVD.略大于BLV

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬?gòu)澖枪饣瑢?dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊與水平面的夾角為37°,質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),回路總電阻為2R,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgsin37°
B.回路中電流為
mgsin37°
BL
C.回路中電流的總功率為mgvsin37°
D.m與v大小的關(guān)系為m=
B2L2v
2Rgtan37°

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌PN與QM相距1m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻R1和R2,且R1=6Ω,R2=3Ω,ab導(dǎo)體棒的電阻為2Ω.垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T.現(xiàn)使ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動(dòng),求:
(1)金屬棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E
(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少?
(3)拉ab棒的水平向右的外力F為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

正方形的導(dǎo)線框,質(zhì)量m=60g,邊長(zhǎng)l=12cm,電阻R=0.06Ω,在豎直平面內(nèi)自由下落H=5m后,下框邊進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線框垂直,如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿豎直方向的寬度h=l,線框通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)恰好勻速直線運(yùn)動(dòng),g=10m/s2,求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度多大?
(2)線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)產(chǎn)生了多少熱量?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩根豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌,頂端用一電阻R相連,兩導(dǎo)軌所在的豎直平面與磁場(chǎng)方向垂直.一根金屬棒ab以初速度v0沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動(dòng),到某一高度后又向下運(yùn)動(dòng)返回到原出發(fā)點(diǎn).整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌保持垂直且接觸良好,導(dǎo)軌與棒間的摩擦及它們的電阻均可忽略不計(jì).則在金屬棒整個(gè)上行與整個(gè)下行的兩個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.回到出發(fā)點(diǎn)的速度v等于初速度v0
B.上行過(guò)程中通過(guò)R的電量大于下行過(guò)程中通過(guò)R的電量
C.上行過(guò)程中R上產(chǎn)生的熱量大于下行過(guò)程中R上產(chǎn)生的熱量
D.上行的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于下行的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,A、B為同種材料制成的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形線框,B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍,放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方,其磁場(chǎng)寬度為4L,兩線框的下邊距離磁場(chǎng)的上邊的高度均為h,讓它們同時(shí)由靜止釋放.問(wèn):
(1)A、B線框哪個(gè)先落地?請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論;
(2)落地時(shí),計(jì)算通過(guò)A、B兩個(gè)線框的電量之比;
(3)落地時(shí),能否判斷出哪個(gè)線框產(chǎn)生的熱量較多?若能,求出兩者產(chǎn)生的熱量之比;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的剛性U型金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌中接有阻值為R的電阻,它們的質(zhì)量為m0.導(dǎo)軌的兩條軌道間的距離為l,PQ是質(zhì)量為m的金屬桿,可在軌道上滑動(dòng),滑動(dòng)時(shí)保持與軌道垂直,桿與軌道的接觸是粗糙的,桿與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).初始時(shí),桿PQ于圖中的虛線處,虛線的右側(cè)為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于桌面,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.現(xiàn)有一位于導(dǎo)軌平面內(nèi)的與軌道平行的恒力F作用于PQ上,使之從靜止開(kāi)始在軌道上向右作加速運(yùn)動(dòng).已知經(jīng)過(guò)時(shí)間t,PQ離開(kāi)虛線的距離為x,此時(shí)通過(guò)電阻的電流為I0,導(dǎo)軌向右移動(dòng)的距離為x0(導(dǎo)軌的N1N2部分尚未進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域).求:
(1)桿受到摩擦力的大?
(2)經(jīng)過(guò)時(shí)間t,桿速度的大小v為多少?
(3)在此過(guò)程中電阻所消耗的能量.(不考慮回路的自感).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán),放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,圓環(huán)直徑為l;長(zhǎng)為l、電阻為
r
2
的金屬棒ab放在圓環(huán)上,以v0向左運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),金屬棒兩端的電勢(shì)差為_(kāi)_____.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案