【題目】如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,間距d2m,在桌面上的部分是水平的,僅在桌面上有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T、方向豎直向下的有界磁場,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab質(zhì)量m0.2kg,其電阻r,從導(dǎo)軌上距桌面h0.2m的高度處由靜止釋放,落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s0.4m,取g10m/s2,求:

1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí),R上的電流大;

2)整個(gè)過程中電阻R放出的熱量;

3)磁場區(qū)域的寬度。

【答案】11A20.225J (3) 0.2m

【解析】(1)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0,由機(jī)械能守恒定律有:mgh=mv02
解得:v0=2m/s
又由法拉第電磁感應(yīng)定律有:E=Bdv0=4V
由閉合歐姆定律有: ;

2設(shè)金屬桿離開磁場時(shí)速度為v1,金屬桿離開磁場做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,在豎直方向,H=gt2,

在水平方向,s= v1t,

聯(lián)立解得:v1=1m/s。

根據(jù)能量守恒定律,整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q=mv02-mv2

電阻R放出的熱量QR=Q 聯(lián)立解得:QR=0.225J。

3)設(shè)磁場區(qū)域的寬度為L,金屬桿通過磁場過程中某一時(shí)刻的速度為v,在接下來的一段很短時(shí)間內(nèi)t內(nèi)速度變化為v,則由牛頓第二定律,

-F=ma=m,

F=BdI,I=, E=Bd v ,

或根據(jù)動(dòng)量定理:- BdIt=p

整理得-vt=mv。

對(duì)于整個(gè)金屬桿通過磁場的過程,-vt=mv。

而:vt=L,v= v1- v0

聯(lián)立解得:L=0. 2m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi),有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于圓平面(未畫出).一群比荷為的負(fù)離子以相同速率v0(較大),由P點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后,又飛出磁場,最終打在磁場區(qū)域右側(cè)的熒光屏(足夠大)上,則下列說法正確的是(不計(jì)重力)(  )

A. 離子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑一定相等

B. Q點(diǎn)飛出的離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

C. 離子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定相等

D. 沿PQ方向射入的離子飛出時(shí)偏轉(zhuǎn)角最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,R1、R2是兩定值電阻,R1的阻值很小,R2的阻值很大;G是一靈敏電流計(jì),S1、S2為開關(guān),下列判斷正確的是(  )

A. 只閉合S1時(shí),MN間是一個(gè)電壓表

B. S1、S2都閉合時(shí),M、N間是一個(gè)電流表

C. 只閉合S1時(shí),MN間是一個(gè)電流表

D. S1、S2都斷開時(shí),MN間是一個(gè)電壓表

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】三個(gè)相同金屬球,原有兩個(gè)小球AB帶電量之比為41,相互間的庫侖引力的大小為F,現(xiàn)將不帶電的小球C先后接觸A、B兩個(gè)帶電球后再移至無限遠(yuǎn)處;則此時(shí)AB兩個(gè)帶電小球之間的庫侖力大小變?yōu)?/span>( )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板為A、BB板接地,A板帶有電荷量+Q,板間電場有一固定電荷P若將B板固定,A板下移一些,或者將A板固定,B板上移一些.在這兩種情況下,以下說法正確的是( )

A. A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢不變

B. A板下移時(shí),P點(diǎn)的電場強(qiáng)度不變,P點(diǎn)電勢升高

C. B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場強(qiáng)度變大,P點(diǎn)電勢降低

D. B板上移時(shí),P點(diǎn)的電場強(qiáng)度減小,P點(diǎn)電勢降低

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的說法中,錯(cuò)誤的是( )

A. 磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

B. 某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處小磁針北極所指的方向

C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)標(biāo)量,沒有方向

D. 某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是某處磁場方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】計(jì)算下列物體的加速度:
(1)一輛汽車以72km/h的速度勻速運(yùn)動(dòng),緊急剎車后經(jīng)2s停下來.
(2)高速列車過橋后沿平直鐵路勻加速行駛,經(jīng)100s 速度從36km/h增大到180km/h.
(3)沿光滑水平地面以10m/s的速度運(yùn)動(dòng)的小球,撞墻后以8m/s的速度反彈,與墻壁接觸時(shí)間為0.1s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在E=103V/m的豎直勻強(qiáng)電場中,有一光滑的半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MNN點(diǎn)平滑相接,半圓形軌道平面與電場線平行,其半徑R=40cm,N為半圓形軌道最低點(diǎn),PQN圓弧的中點(diǎn),一帶負(fù)電的小滑塊質(zhì)量m=10g,電荷量q=104C與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15,位于N點(diǎn)右側(cè)1.5mM點(diǎn)處,取g=10m/s2.求:

1)要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)Q,則滑塊應(yīng)從M點(diǎn)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng)?

2)這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過P點(diǎn)時(shí)受到軌道的壓力是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列各組物理量中,都是矢量的是(

A.位移、時(shí)間、速度B.加速度、速度、速率

C.路程、時(shí)間、位移D.加速度、速度、位移

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