如圖所示,足夠長的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置,導(dǎo)軌電阻不計,下端連接阻值為1Ω的電阻R,導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場B中,磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒ab用一根細(xì)繩懸掛,細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N,現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下,直至細(xì)繩剛好被拉斷,在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J,g=10/s2。求:

(1)此過程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd。

(2)細(xì)繩被拉斷時,cd棒的速度。

(3)細(xì)繩剛被拉斷時,cd棒下落的高度。

(1)0.4J; 0.9J     (2)1.88m/s ?  (3)3.93m 

   


解析:

(1)金屬棒cd從靜止開始運(yùn)動直至細(xì)繩剛好被拉斷的過程中有:

Qab =U2t/Rab      ①   (1分)   QR=U2t/R         ②  (1分) 

聯(lián)立①②可得Qab=0.4J    ③  (1分)

Qcd =I2Rcdt          ④   (1分)  Qab + QR =I2RRabt/(Rab+R) ⑤(1分)

聯(lián)立④⑤可得Qab =0.9J ⑥  (1分)

(2) 細(xì)繩被拉斷瞬時,對ab棒有:

Fm=mg+BIabL        ⑦   (2分)

又有IR=RabIab/R      ⑧   ( 1分)  Icd=Iab+Icd            ⑨      (1分)

又由閉合歐姆定可得  BLv=Icd [Rcd+RabR/(Rab+R)]  ⑩   (2分)

聯(lián)立⑦⑧⑨⑩可得v=1.88m/s ?   (1分)

(3)由功能關(guān)系得  Mgh= Q +mv2/2         ?(4分)

即可得h=3.93m         (1分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?南匯區(qū)模擬)如圖所示,足夠長的兩根相距為0.5m的平行光滑導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計,磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.8T的勻強(qiáng)磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面.兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的可動金屬棒ab和cd都與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌下端連接阻值為1Ω的電阻R,金屬棒ab用一根細(xì)繩拉住,細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N.現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下,直至細(xì)繩剛被拉斷時,此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J,求:
(1)此過程中ab棒和cd棒產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd;
(2)細(xì)繩被拉斷瞬時,cd棒的速度v.
(3)細(xì)繩剛要被拉斷時,cd棒下落的高度h.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,足夠長的兩光滑導(dǎo)軌水平放置,兩條導(dǎo)軌相距為d,左端MN用阻值不計的導(dǎo)線相連,金屬棒ab可在導(dǎo)軌上滑動,導(dǎo)軌單位長度的電阻為r0,金屬棒ab的電阻不計.整個裝置處于豎直向下的均勻磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加,B=kt,其中k為常數(shù).金屬棒ab在水平外力的作用下,以速度v沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動,t=0時,金屬棒ab與MN相距非常近.求:
(1)當(dāng)t=to時,水平外力的大小F.
(2)同學(xué)們在求t=to時刻閉合回路消耗的功率時,有兩種不同的求法:
方法一:t=to時刻閉合回路消耗的功率P=F?v.
方法二:由Bld=F,得I=
F
Bd
P=I2R=
F2R
B2d2
(其中R為回路總電阻)
這兩種方法哪一種正確?請你做出判斷,并簡述理由.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,足夠長的兩平行金屬板正對著豎直放置,它們通過導(dǎo)線與電源E、定值電阻R、開關(guān)S相連.閉合開關(guān)后,一個帶電的液滴從兩板上端的中點(diǎn)處無初速度釋放,最終液滴落在某一金屬板上.下列說法中正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,足夠長的兩根光滑固定導(dǎo)軌相距0.5m豎直放置,導(dǎo)軌電阻不計,下端連接阻值為R=1Ω的電阻,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向里.兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為r=0.5Ω的水平金屬棒ab和cd都與導(dǎo)軌接觸良好.金屬棒ab用一根細(xì)線懸掛,細(xì)線允許承受的最大拉力為0.64N,現(xiàn)讓cd棒從靜止開始下落,經(jīng)ls鐘細(xì)繩剛好被拉斷,g取10m/s2.求:
(l)細(xì)線剛被拉斷時,整個電路消耗的總電功率P;
(2)從cd棒開始下落到細(xì)線剛好被拉斷的過程中,通過cd棒的電荷量q.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,足夠長的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置,導(dǎo)軌電阻不計,下端連接阻值為1Ω的電阻R,導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場B中,磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T.兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒a6用一根細(xì)繩懸掛,細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N.現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下,直至細(xì)繩剛好被拉斷,在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J,g取10m/s2,求:
(1)此過程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd;
(2)細(xì)繩剛被拉斷時,cd棒的速度;
(3)細(xì)繩剛被拉斷時,cd棒下落的高度.
(4)cd棒從靜止開始落下直至細(xì)繩剛好被拉斷所經(jīng)過的時間.

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