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如圖所示為足夠長的光滑斜面導軌MM'和NN',斜面的傾角θ=30°,導軌相距為d,上端M和N用導線相連,并處于垂直斜面向上的均勻磁場中,磁場的磁感強度的大小隨時間t的變化規律為=kt,其中k為常數。質量為m的金屬棒ab垂直導軌放在M、N附近,從靜止開始下滑,通過的路程為L時,速度恰好達到最大,此時磁場的磁感強度的大小為.設金屬棒的電阻為R,導軌和導線的電阻不計。求:

(1)金屬棒達到的最大速度
(2)金屬棒從靜止開始下滑L的過程中所產生的熱量。
 
(1)        (2)

(1)ab下滑的路程為L時,切割磁感線產生感應電動勢為
由于abMN回路的磁通量增大,產生感應電動勢為
依右手定則和楞次定律,可判定同方向,電路中感應電流為
I=()/R ③
在此位置,ab棒速度最大,則ab棒速度最大,則ab棒受到磁場力為
F=Id=mg·sinθ ④ 
聯立①、②、③、④式得:
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

Π型光滑金屬導軌對水平地面傾斜固定,空間有垂直于導軌平面的磁場,將一根質量為m的金屬桿ab垂直于導軌放置,如圖9,金屬桿ab從高度h1處釋放后,到達高度為h2的位置(如圖中虛線所示),其速度為v,在此過程中,設重力G和磁場力F對桿ab做的功分別為WG和WF,回路中產生的焦耳熱為Q,那么以下關系式中正確的是
A.mv2 > mgh1一mgh2+WFB.mv2=WG+WF
C.mv2 + Q = WG+WFD.mv2+Q = WG

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌,ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿,勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面,如圖所示(   )
A.若固定ab,使cd向右滑動,abcd回路有電流,電流方向由a到b到d到c
B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑動,則abcd回路有電流,電流方向由c到d到b到a
C.若ab向左、cd向右同時運動,則abcd回路電流為零
D.若ab、cd都向右運動,且兩棒速度vcd>vab,則abcd回路有電流,電流方向由c到d到b到a

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩個金屬輪A1、A2,可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1O2轉動,O1O2相互平行,水平放置。每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環組成,A1輪的輻條長為a1、電阻為R1,A2輪的輻條長為a2、電阻為R2,連接輻條的金屬環的寬度與電阻都可以忽略。半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起。一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點,繩在D上繞足夠匝數后,懸掛一質量為m的重物P。當P下落時,通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉
動。轉動過程中,A1、A2保持接觸,無相對滑動;兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸;兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連。除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外,所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向與轉軸平行,F將P釋放,試求P勻速下落時的速度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,金屬桿ab放在兩水平放置的長直平行金屬導軌上,導軌電阻不計,導軌間的寬度為1.0m,其間有豎直向上的勻強磁場,磁感應強度B=1.0T,現用導線與插入電解槽中的兩惰性電極C,D相連,回路的總電阻為2Ω,電解液為500mL的CuSO4溶液,現對棒施加一大小為3N的水平恒力,棒恰好開始運動,最后達到穩定狀態,從棒開始運動到棒達到穩定狀態的過程中,C,D中的某電極增重3.2mg.(設電解時該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積的變化)

(1)寫出電極D的反應式;
(2)寫出電解CuSO4溶液的化學方程式;
(3)棒達到穩定狀態時的速度為多大?
(4)ab棒剛達到穩定速度時,溶液中氫離子濃度約為多少?
(5)從棒開始運動到達到穩定過程中,棒ab移動的距離?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,豎直平行導軌間距l=20cm,導軌頂端接有一電鍵S.導體捧ab與導軌接觸良好且無摩擦,ab的電阻R=0.4Ω,質量m=10g,導軌的電阻不計,整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中,磁感應強度B=1T.當導體棒由靜止釋放0.8s后,突然閉合電鍵S,不計空氣阻力.設導軌足夠長.

(1)試分析在電鍵S合上前、后,ab棒的運動情況。
(2)在ab棒的整外運動過程中,棒的最大速度和最終
速度的大小(g取10m/s2).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩條平行的足夠長的光滑金屬導軌與水平面成α=53º角,導軌間距離L=0.8m.其上端接一電源和一固定電阻,電源的電動勢E=1.5V,其內阻及導軌的電阻可忽略不計. 固定電阻R=4.5Ω.導體棒ab與導軌垂直且水平,其質量m=3×10-2kg,電阻不計. 整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.5T.(g=10m/s2  sin53º="0.8 " cos53º="0.6" )

(1)將ab棒由靜止釋放,最終達到一個穩定的速度,求此時電路中的電流;
(2)求ab穩定時的速度;
(3)求ab棒以穩定速度運動時電路中產生的焦耳熱功率PQab棒重力的功率PG.
從計算結果看兩者大小關系是怎樣的?請解釋為什么有這樣的關系?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖12-4-8所示,MN和PQ為平行放置的光滑金屬導軌,其電阻不計,ab、cd為兩根質量均為m的導體棒,垂直置于導軌上,導體棒有一定電阻,整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,原來兩導體棒都靜止,當ab棒受到瞬時沖量而向右以速度運動后,(設導軌足夠長,磁場范圍足夠大,兩棒不相碰)(     )
A.cd棒先向右做加速運動,然后做減速運動
B.cd棒向右做勻加速運動
C.ab棒和cd棒最終將以的速度勻速向右運動
D.從開始到ab、cd都做勻速運動為止,在兩棒的電阻上消耗的電能是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,兩水平放置的、足夠長的、平行的光滑金屬軌道,其間距為L,電阻不計,軌道間為磁感強度B,方向豎直向上的勻強磁場,靜置于軌道上的裸金屬桿ab、cd的質量與電阻分別為.現使ab桿以初動能Ek沿軌道向左運動直到后來ab桿、cd桿再達到平衡.求CD桿上產生的熱量是多少?(其它能量損耗不計)

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