3.如圖所示,在同一水平面的兩金屬導(dǎo)軌ab、cd相互平行,相距為d,一根質(zhì)量為m的金屬棒放在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,在兩導(dǎo)軌的b、d兩端用與導(dǎo)軌垂直的導(dǎo)線,連接一阻值為R的電阻,其于電阻不計,導(dǎo)線與金屬棒的間距為d,棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g.現(xiàn)在上述裝置所在的區(qū)域加一豎直向上的勻強磁場,開始時,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為0,從t=0時刻起,磁感應(yīng)強度均勻增加,且磁感應(yīng)強度的變化率$\frac{△B}{△t}$=k,求:
(1)磁感應(yīng)強度均勻增加過程中,通過金屬棒的電流大小,并在圖中標出方向;
(2)金屬棒保持靜止的時間.

分析 (1)由法拉弟電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢,根據(jù)歐姆定律得電流強度,由楞次定律得電流方向;
(2)由安培力公式結(jié)合共點力的平衡條件求解金屬棒保持靜止時間.

解答 解:(1)由法拉弟電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢為:
$E=\frac{△ϕ}{△t}=\frac{△B}{△t}S=k{d^2}$,
根據(jù)歐姆定律得電流強度為:
$I=\frac{E}{R}=\frac{{k{d^2}}}{R}$,
由楞次定律得方向如圖所示;
(2)由題意得:B=kt
由安培力公式得:F=IdB
金屬棒剛要運動時:F=f=μmg
得金屬棒保持靜止時間:$t=\frac{μmgR}{{{k^2}{d^3}}}$.
答:(1)磁感應(yīng)強度均勻增加過程中,通過金屬棒的電流大小為$\frac{k41s4ho0^{2}}{R}$,電流方向如圖所示;
(2)金屬棒保持靜止的時間為$\frac{μmgR}{{k}^{2}0w1u2av^{3}}$.

點評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:
一條從力的角度,重點是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題,根據(jù)平衡條件列出方程;
另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題,根據(jù)動能定理、功能關(guān)系等列方程求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.某人駕駛著自己的哈佛轎車,去測定自己家附近立交橋下的凹形路面半徑,在乘汽車通過凹形路面最低點時,他注意到車上的速度計示數(shù)為72km/h,懸掛1kg鉤碼形飾品的彈簧測力計的示數(shù)為12.0N,(g取10m/s2) 求:
(1)凹形路面半徑.
(2)如果這個人的質(zhì)量為60Kg,在凹形路面最低點時,座位給他的豎直向上彈力是多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖所示,搭載著“嫦娥二號”衛(wèi)星的長征三號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射,衛(wèi)星由地面發(fā)射后,進入地月轉(zhuǎn)移軌道,經(jīng)多次變軌最終進入距離月球表面100km、周期為118min 的工作軌道,開始對月球進行探測,則(  )
A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運動速度比月球的第一宇宙速度大
B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過 P 點的加速度與在軌道 II 上經(jīng)過 P 點時的加速度相等
C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行周期比在軌道Ⅰ上大
D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過 P 點的速度比在軌道Ⅰ上經(jīng)過 P 點時的大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,足夠長的“U”形光滑固定金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ=300,其中導(dǎo)軌MN與導(dǎo)軌PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直;現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑并開始計時(t=0),下滑過程中ab與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,t時刻ab的速度大小為v,通過的電流為I;已知ab棒接入電路的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度為g,則( 。
A.在時間t內(nèi),ab可能做勻加速直線運動
B.t時刻ab的加速度大小為$\frac{1}{2}$g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$
C.在時間t內(nèi)ab棒下滑的距離為s,則此過程中通過ab某一橫截面的電荷量為q=$\frac{BLS}{2R}$
D.在時間t內(nèi)ab棒下滑的距離為s,則此過程中該電路產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{2}$mgs-$\frac{1}{2}$mv2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.關(guān)于光的本性,下列說法正確的是( 。
A.關(guān)于光的本性,牛頓提出“微粒說”,惠更斯提出“波動說”,愛因斯坦提出“光子說”,它們都說明了光的本性
B.光具有波粒二象性是指:即可以把光看成宏觀概念上的波,也可以看成微觀概念上的粒子
C.光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性
D.光電效應(yīng)說明光具有粒子性

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖的裝置由同一水平面的平行導(dǎo)軌、傾角θ=37°足夠長的傾斜平行導(dǎo)軌連接固定而成,軌道間距L=1.0m,電阻不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T、方向垂直傾斜導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場.金屬棒ab、cd置于導(dǎo)軌上,長度均為L=1.0m,阻值均為R=0.20Ω,ab棒質(zhì)量m0=0.25kg.a(chǎn)b棒與導(dǎo)軌間的摩擦力不計,cd棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.30,金屬棒兩端與導(dǎo)軌始終保持良好接觸.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=.08,現(xiàn)將ab棒從導(dǎo)軌上某處由靜止釋放,在下滑過程中,cd棒始終保持靜止狀態(tài).
(1)求ab棒下滑的最大速度vm
(2)若ab棒下滑s=3m的過程中已達到最大速度,求此過程cd棒產(chǎn)生的焦耳熱Q.
(3)cd棒的質(zhì)量m應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

15.如圖所示,整個直角坐標系xOy內(nèi)分布著方向垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,在y≥0的區(qū)域內(nèi)還有方向平行于坐標平面的勻強電場(圖中未畫出),x軸上有厚度不計的離子收集板MN,MN在坐標原點O處有小孔.現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子從位置P(-l,l)以正對O點的速度v射出,離子恰好能沿直線PO射入并穿出小孔,不計離子所受重力,求:
(1)電場強度的大小和方向;
(2)粒子全程運動的時間和打在收集板MN上的位置坐標.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.寫出需要向心力的4個表達式:Fn=$m\frac{{v}^{2}}{r}$;Fn=mrω2;Fn=mvω;Fn=$mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.在防治疫情時,在機場、車站等交通出入口,使用了紅外線熱像儀.紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法正確的是( 。
A.選擇紅外線進行檢測,主要是因為紅外線衍射能力強
B.一切物體都能發(fā)射紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的率和強度不同
C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用
D.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測

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