如圖所示,兩互相平行的水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ放在豎直平面內(nèi),相距為L="0." 4 m,左端接平行板電容器,板間距離為d="0." 2 m,右端接滑動變阻器RR的最大阻值為2Ω,整個空間有水平勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B="10" T,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。導(dǎo)體棒CD與導(dǎo)軌接觸良好,棒的電阻為r=1Ω,其他電阻及摩擦均不計,現(xiàn)對導(dǎo)體棒施加與導(dǎo)軌平行的大小為F="2" N的恒力作用,使棒從靜止開始運動,取。求:
(1)當(dāng)滑動變阻器R接入電路的阻值最大時,拉力的最大功率是多大?
(2)當(dāng)滑動觸頭在滑動變阻器中點且導(dǎo)體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)時,一帶電小球從平行板電容器左側(cè)沿兩極板的正中間入射,在兩極板間恰好做勻速直線運動;當(dāng)滑動觸頭在滑動變阻器最下端且導(dǎo)體棒處于穩(wěn)定狀態(tài)時,該帶電小球以同樣的方式和速度入射,在兩極板間恰好能做勻速圓周運動,求圓周的半徑是多大?
(1)0. 75 W
(2)軌道的半徑為m。
(1)導(dǎo)體棒CDF作用下向左做切割磁感線運動,在棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
由閉合電路的歐姆定律得導(dǎo)體棒CD中的電流為
當(dāng)導(dǎo)體棒CD處于穩(wěn)定狀態(tài)時,CD棒所受合外力為零,此時拉力F的功率最大,即有
此時拉力F的功率為
解得
代入數(shù)值解得P="0." 75 W
(2)當(dāng)滑動觸頭在滑動變阻器中點時,=1Ω,且導(dǎo)體棒CD處于穩(wěn)定狀態(tài)時有,得CD棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
此時電容器兩極板間的電壓為
帶電小球受到平衡力作用而做勻速直線運動,設(shè)水平速度為,則有
當(dāng)滑動觸頭在滑動變阻器的最下端時,=2Ω,且
當(dāng)導(dǎo)體棒CD再次處于穩(wěn)定狀態(tài)時,有
CD棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
此時電容器兩極板間的電壓為
由于帶電小球恰好能做勻速圓周運動,則應(yīng)有:


聯(lián)立方程組得軌道的半徑為m。
練習(xí)冊系列答案
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如圖甲所示,兩根電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置,間距為d ="0.5" m,左端連接一個阻值為R=2 W的電阻,右端連接一個阻值為RL="4" W的小燈泡,在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間按圖乙所示變化,CE長為x="2" m。在t=0時刻,一阻值為r="2" W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從圖示的ab位置沿導(dǎo)軌向右運動,金屬棒從ab運動到EF的過程中,小燈泡的亮度始終沒有發(fā)生變化,求:
(1) 通過小燈泡的電流強度;
(2) 恒力F的大;
(3) 金屬棒的質(zhì)量。

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如圖所示坐標(biāo)系中,有沿z軸方向的恒定電流.今有一線框沿y軸方向平行移動.從甲到乙再到丙(其中乙恰好在xOz平面內(nèi)),則(   )
A.移動全過程中,始終有abcd方向感應(yīng)電流
B.移動全過程中,始終有adcb方向感應(yīng)電流
C.甲到乙有adcb方向電流,由乙到丙則相反
D.甲到乙有abcd方向電流,由乙到丙則相反

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

有一種高速磁懸浮列車的設(shè)計方案是在每節(jié)車廂底部安裝磁鐵(磁場方向向下),并在兩條鐵軌之間平放一系列線圈,請?zhí)骄俊?br />(1)當(dāng)列車運行時,通過線圈的磁通量會不會發(fā)生變化?
(2)列車的速度越快,通過線圈的磁通量變化越快嗎?
(3)為了測量列車通過某一位置的速度,有人在磁懸浮列車所經(jīng)過的位置安裝了電流測量記錄儀,(測量記錄儀未畫出)為圖所示,記錄儀把線圈中產(chǎn)生的電流記錄下來。假設(shè)磁鐵的磁感應(yīng)強度在線圈中為B,線圈的匝數(shù)為n,磁體寬度與線圈寬度相同,且都很小,為,線圈總電阻為R(包括引線電阻),你能否根據(jù)記錄儀顯示的電流I,求出列車所經(jīng)過位置的速度。

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如圖所示,在直徑為D、電阻為R的細金屬絲圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有一垂直于該圓環(huán)的變化磁場,其磁場的變化規(guī)律為k為大于零的常數(shù)),則以下說法正確的是(  )
A.金屬圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流
B.金屬圓環(huán)中通過的感應(yīng)電流大小為
C.時間內(nèi),通過金屬圓環(huán)橫截面電荷量為
D.時間內(nèi),金屬圓環(huán)中產(chǎn)生的電熱為

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邊長為L的正方形金屬框在水平恒力F作用下,將穿過方向如圖所示的有界勻強磁場。磁場范圍為ddL),已知線框進入磁場時恰好勻速,則線框進入磁場的過程和從另一側(cè)穿出磁場的過程相比較,下列說法正確的是( )
A.線框中感應(yīng)電流的方向相反
B.所受安培力的方向相反
C.穿出磁場過程產(chǎn)生的電能一定大于進入磁場過程產(chǎn)生的電能
D.穿出磁場過程中任意時刻的電功率不可能小于進入磁場時的電功率

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如圖所示,均勻的金屬長方形線框從勻強磁場中以勻速v拉出,它的兩邊固定有帶金屬滑輪的導(dǎo)電機構(gòu),金屬框向右運動時總是能與兩邊良好接觸,一理想電壓表跨接在PQ兩導(dǎo)電機構(gòu)上,當(dāng)金屬框向右勻速拉出的過程中,電壓表的讀數(shù)(金屬框的長為a,寬為b,磁感應(yīng)強度為B)( )
A.恒定不變,讀數(shù)為B.恒定不變,讀數(shù)為
C.讀數(shù)變大D.讀數(shù)變小

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如圖所示,平行水平面放置的導(dǎo)軌上連有電阻R,處于垂直軌道平面的勻強磁場中.今從靜止起用力拉金屬棒ab,若拉力恒定,經(jīng)過時間t1后ab速度為v,加速度為a1,最終速度可達2v;若改用功率恒定的拉力作用,經(jīng)過時間t2后ab的速度也為v,加速度為a2,最終速度也可達2v.求a1∶a2的值.(導(dǎo)軌光滑,摩擦不計)

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如圖所示,銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強磁場中,通電時銅板中電子流方向向上,由于磁場的作用,則( 。
A.板左側(cè)聚集較多電子,使b點電勢高于a點電勢
B.板左側(cè)聚集較多電子,使a點電勢高于b點電勢
C.板右側(cè)聚集較多電子,使a點電勢高于b點電勢
D.板右側(cè)聚集較多電子,使b點電勢高于a點電勢

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