如图1所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连
(1)在0~4s内,由法拉第电磁感应定律:E=△Φ△t=△B△tL1L2=14×1×4V=1V由闭合电路欧姆定律:I=ER+r=11.5+0.5A=0.5A方向由a→b. (2)当t=2s时,ab棒受到沿斜面向上的安培力F安=BIL1=0.5×0.5×1N=0.25N对ab棒受力分析,由平衡条件:F+F安-mgsin30°=0F=mgsin30°-F安=(0.2×10×0.5-0.25)N=0.75N方向沿导轨斜面向上. (3)ab棒沿导轨下滑切割磁感线产生感应电动势,有:E′=B′L1v产生的感应电流 I′=E′R+r=B′L1vR+r棒下滑至速度稳定时,棒两段电压也恒定,此时ab棒受力平衡,有:mgsin30°=B′I′L1解得:v=mg(R+r)sin30°B′2L12=0.2×10×(1.5+0.5)×0.51.02×12m/s=2m/s由动能定理,得mgSsin30°?Q总=12mv2?0Q总=mgSsin30°?12mv2=(0.2×10×2.4×0.5?12×0.2×22)J=2J∴QR=RR+rQ总=1.51.5+0.5×2J=1.5J答:(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流是0.5A,方向由a→b.(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小是0.75N,方向沿导轨斜面向上. (3)金属棒此时的速度是2m/s,下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热是1.5J.
(1)回路中产生的感应电动势为E= △φ △t =L 1 L 2 △B △t =L 1 L 2 B 2 2 ,感应电流为 I= E R+r =L 1 L 2 B 2 2(R+r) ,在t=2s时刻,外力F=0,由平衡条件得 mg sin30°=B 2 IL 1 =L 1 2 L 2 B 2 2(R+r) ,可解得B 2 =1T,(2)当t=3s时,由图可知B 3 =1.5 T,则由平衡条件得外力F=B 3 IL 1 -mg sin30°=B 3 L 1 2 L 2 B2 2(R+r) -mg sin30°=0.5N,方向沿斜面向下(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时做匀速直线运动,则有 mg sin30°=BIL 1 ,解得,I= mgsin30° B L 1 =0.67 A,导体棒ab两端电压为 U=IR=1V(4)在前3s内,由平衡条件得: mg sin30°=BIL 1 +F,得F=mg sin30°-BIL 1 而B=0.5t(T),I=L 1 L 2 B 2 2(R+r) =1×4× 1 2(1.5+0.5) A=1A,得到F=1-0.5t在t=3s后,B不变,则F不变.作出图象如图.答:(1)当t=2s时,磁感应强度B的大小是1T;(2)当t=3s时,外力F的大小是0.5N,方向沿斜面向下.(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时,导体棒ab两端的电压为1V.(4)画出前4s外力F随时间的变化情况如图.
解答:解:(1)回路中产生的感应电动势为E=△φ |
△t |
△B |
△t |
B2 |
2 |
感应电流为 I=
E |
R+r |
B2 |
2(R+r) |
在t=2s时刻,外力F=0,由平衡条件得
mg sin30°=B2IL1=L12L2
B2 |
2(R+r) |
可解得B2=1T,
(2)当t=3s时,由图可知B3=1.5 T,则由平衡条件得
外力F=B3IL1-mg sin30°=B3L12L2
B2 |
2(R+r) |
(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时做匀速直线运动,则有
mg sin30°=BIL1,
解得,I=
mgsin30° |
BL1 |
(4)在前3s内,由平衡条件得:
mg sin30°=BIL1+F,得F=mg sin30°-BIL1
而B=0.5t(T),I=L1L2
B2 |
2(R+r) |
1 |
2(1.5+0.5) |
得到F=1-0.5t
在t=3s后,B不变,则F不变.
作出图象如图.
答:
(1)当t=2s时,磁感应强度B的大小是1T;
(2)当t=3s时,外力F的大小是0.5N,方向沿斜面向下.
(3)当t=4s时,突然撤去外力F,当金属棒下滑速度达到稳定时,导体棒ab两端的电压为1V.
(4)画出前4s外力F随时间的变化情况如图.
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m,其电阻不...
(1) I=1A 电流方向由d至c (2) F=0.2N (3) v="2m\/s" 试题分析:(1)金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止,正交分解后平行导轨方向有F =mgsin30°金属棒cd受到的安培力F =BIL代入数据,解得I=1A根据楞次定律可知,金属棒 cd中的电流方向由d至c(2)金属棒ab与...
如图所示,两根足够长电阻不计的光滑导轨MM′和NN′间距为L=0.1m与水...
(1)ab棒达到最大速度时做匀速运动受力分析如图所示,由平衡条件得: mgsinθ=B 0 IL①E=B 0 Lv m ②由闭合电路欧姆定律: I= B 0 Lv 0.5r+r ③联立①②③得: v m = 3mgrsinθ 2 B 20 L 2 带入数据得v=15m\/s;(2)由平衡条件得...
如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻...
解:(1)棒cd受到的安培力为:F cd =IlB ① 棒cd在共点力作用下平衡,则:F cd =mgsin30° ② 由①②式,代入数据解得:I=1 A ③ 根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④ (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:F ab =F cd 对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin30°+...
如图所示,两根足够长的平行金属导轨 MN 、 PQ 与水平面的夹角为α =...
解:(1)方法一: , 方法二: , , (2) 方法一:通过金属棒 ab 进入磁场时以速度 v 先做匀速运动,设经过时间 t 1 ,当金属棒 cd 也进入磁场,速度也为 v ,金属棒 cd : x = v \/ 2 · t 1 ,此时金ab在磁场中的运动距离为: X=v t 1 =2x ,两棒都...
如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面...
(1) (2) (3) 试题分析:⑴当杆达到最大速度时受力平衡,则 , 电路中电流 解得: (2)当杆的速度为 时,由牛顿第二定律得 此时电路中电流为 解得: (3)设金属杆从静止开始至达到掖大速度的过程中下降的高度为h,由能虽守恒得 又, ,得: 点评:本题的...
(20分)如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=...
(1) (2)1.2J (3) 试题分析:(1)由题意知 ,当b在磁场中运动的过程中,a与电阻R并联,然后与b串联,故a、b中电流 ,再根据Q=I 2 Rt,可求产生的热量之比 (2)设整个过程中装置上产生的热量为Q,由 ,可解得Q=1.2J(3)设a进入磁场的速度大小为v 1 ,此时电...
如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计...
(1)电压大小即灯泡的额定电压,P=U2R,U=PR;(2)设小灯泡的额定电流为I0,有:P=I02R,得 I0=PR由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I=I0,此时金属棒MN所受重力与安培力相等,金属棒匀速下滑,下落速度达到最大值,有: mg=BI0L,可解...
如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨...
(1)金属棒匀速运动时速度最大,设最大速度为vm,则由Em=BLvm、Im=EmR+r、Fm=BImL得速度最大时金属棒所受的安培力表达式为 Fm=B2L2vmR+r根据平衡条件得:Fm=mgsinθ则得 vm=mgsinθ(R+r)B2L2代入解得,vm=5m\/s(2)当金属棒速度为4m\/s时,安培力大小为F=B2L2vR+r根据牛顿第二...
如图所示,两根足够长的光滑平行直导轨AB、CD与水平面成θ角放置,两导轨...
(1)根据法拉第电磁感应定律和安培力公式有: E=BLv ① I=ER+r ② FA=BIL ③根据牛顿第二定律有: mgsinθ-FA=ma ④联立①②③④得:mgsinθ-B2L2vmR+r=ma当加速度a为零时,速度v达最大,速度最大值:vm=mg(R+r)sinθB2L2,故ef杆下滑的最大速度为:vm=mg(R+r)sinθB2...
如图所示,两根足够长,电阻不计,间距为d的光滑平行金属导轨(高二物理...
(1)求电阻,关键得知道电流和电压的关系。在这里,可以利用的条件是乙杆的匀速运动。在甲的运动过程中,乙是做匀加速直线运动的,而且加速距离就是两杆之间的距离,L,加速度为gsinθ。这样进入磁场时的速度为根号(2gLsinθ)。感应电动势为bdv,电流为bdv\/2R,安培力为bid,由题意,这个安培力...
陆炊纤溶:[答案] (1)开关分别置于a、b时电动势相同,令Ea=Eb=E根据闭合电路的欧姆定律可得:Ea=I1(R1+r),Eb=I2(R2+r)联立解得:E=12V,r=2Ω;(2)由法拉第电磁感应定律可得:E=BLv1可得:B=12v1开关置于a时匀速时,根据功率...
额尔古纳市13951154527: 如图所示,两根足够长、电阻不计且相距L=0.2m的平行光滑金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶端接有一盏额定电压U=4V的小灯泡,两导轨间有一... - ?
陆炊纤溶:[选项] A. 金属棒刚开始运动时的加速度大小为10 m/s2 B. 金属棒稳定下滑时的速度大小为5.2m/s C. 金属棒稳定下滑时金属棒两端的电势差UMN为5.2 V D. 金属棒稳定下滑时,重力做功功率等于小灯泡的热功率
额尔古纳市13951154527: 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1 m.导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向垂... - ?
陆炊纤溶:[答案] (1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律 得:a=10*(0.6-0.25*0.8)m/s 2 =4 m/s 2 (2)设金属棒运动达到稳定时,设速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡,根据物体平稳条件 将上式...
额尔古纳市13951154527: (18分)如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L 1 =2m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.4kg... - ?
陆炊纤溶:[答案] (1)1A b→a (2)1N 方向平行于导轨平面向上 (3)1.5J
额尔古纳市13951154527: (16分)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为 L =1m,导轨平面与水平面成 =30° - ?
陆炊纤溶: (1) (2) (3) (1)金属棒匀速下滑时, (2分) (1分) (1分) 解得: (1分) (2)回路中的电动势 (1分) 回路中的电流 (1分) 当外力为零时, (1分) ab上消耗的功率 (1分) 解得: (1分) (3)回路中的电动势 (1分) 回路中的电流 (1分) (1分) 解得: (1分) 安培力的最大值 (1分) 外力的大小范围: (1分)
额尔古纳市13951154527: 如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r... - ?
陆炊纤溶:[答案] 解(1)当t=2s时,回路中产生的感应电动势为: E= △B △tL1L2, B2=1T,应电流为: I= E R+r=L1L2 △B △t(R+r)=1*4* 1.... (3)画出前4s外力F随时间变化的图象如图所示. (4)棒下滑该距离过程中电阻R上产生的焦耳热是1.5J.
额尔古纳市13951154527: (2012•江苏模拟)如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻.质量为m=0.2kg... - ?
陆炊纤溶:[答案] (1)金属棒匀速下滑时,由平衡条件得mgsinθ− B2L2v R+r=0,得 v= mgsin(R+r) B2L2 又 E=BLv,UR= R R+rE 联立解得:UR... 答: (1)金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压是3V; (2)ab棒的热功率是0.5W; (3)ab棒保持静止时此外力F的大小范围为:(1...
额尔古纳市13951154527: (10分)如图所示,处于匀强磁场中的两根光滑足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m,导轨平面与水平面成 θ =37°角,上端连接阻值为 R =2 Ω的电阻.匀强... - ?
陆炊纤溶:[答案] (1)2.4 V (2)6 m/s (3)0.76 N 沿导轨平面向上或0.44 N 沿导轨平面向上 (1)(2分)当电阻 R 消耗的功率最大时,感应电动势最大,则 I m = = A=0.8 A E m = I m ( R + r...
额尔古纳市13951154527: 如图所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角α=30°,导轨光滑且电阻不计,导轨处在垂直导轨平面向上的有界匀强磁场中.两根完全相同的... - ?
陆炊纤溶:[答案] (1)由机械能守恒定律得: mg•xsin α= 1 2mv2 解得:v= 2g•xsinα=4 m/s (2)ab进入磁场恰好匀速则产生的电动势: E=BLv... ",title:"如图所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ与水平面的夹角α=30°,导轨光滑且电阻不计,导轨处在垂直导轨...
额尔古纳市13951154527: 如图1所示,两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为L 1 =1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端 - ?
陆炊纤溶: (1)回路中产生的感应电动势为E=△φ△t =L 1 L 2△B△t =L 1 L 2B 22 ,感应电流为 I=ER+r =L 1 L 2B 22(R+r) ,在t=2s时刻,外力F=0,由平衡条件得 mg sin30°=B 2 IL 1 =L 1 2 L 2B 22(R+r) ,可解得B 2 =1T,(2)当t=3s时,由图可知...