(2008?淮安模擬)如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef,水平放置且相距L,在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán),兩圓環(huán)面平行且豎直.在水平導(dǎo)軌和圓環(huán)上各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿,兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路,兩金屬桿質(zhì)量均為m,電阻均為R,其余電阻不計.整個裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)用水平向右的恒力F=
3
mg拉細(xì)桿a,達(dá)到勻速運(yùn)動時,桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處,試求:
(1)桿a做勻速運(yùn)動時,回路中的感應(yīng)電流;
(2)桿a做勻速運(yùn)動時的速度;
(3)桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度.
分析:(1)桿a做勻速運(yùn)動時,恒力F與安培力平衡,由安培力公式求解感應(yīng)電流.
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電動勢,由感應(yīng)電動勢公式求出桿a做勻速運(yùn)動時的速度.
(3)以棒b為研究對象.b受到的安培力大小與a受到的安培力大小相等.根據(jù)平衡條件求出桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度
解答:解:
(1)a棒勻速運(yùn)動時,拉力與安培力平衡,F(xiàn)=BIL
得:I=
3
mg
BL

(2)金屬棒a切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢E=BLv
回路電流I=
E
2R
  聯(lián)立得:v=
2
3
mgR
B2L2

(3)b棒平衡時,設(shè)棒和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ,
  則有tanθ=
F
mg
=
3
得:θ=60°
所以h=r(1-cosθ)=
r
2

答:
(1)桿a做勻速運(yùn)動時,回路中的感應(yīng)電流I=
3
mg
BL
;
(2)桿a做勻速運(yùn)動時的速度v=
2
3
mgR
B2L2
;
(3)桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度h=
r
2
點評:本題是電磁感應(yīng)與電路、磁場、力學(xué)等知識的綜合應(yīng)用,考查分析和處理綜合題的能力.常規(guī)題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?淮安模擬)某一電學(xué)黑箱內(nèi)可能有電容器、電感線圈、定值電阻等元件,在接線柱間以如圖所示的“Z”字形連接(兩接線柱間只有一個元件).為了確定各元件種類,小華同學(xué)把DIS計算機(jī)輔助實驗系統(tǒng)中的電流傳感器(相當(dāng)于電流表)與一直流電源、滑動變阻器、開關(guān)串聯(lián)后,分別將AB、BC、CD接入電路,閉合開關(guān),計算機(jī)顯示的電流隨時間變化的圖象分別如圖a、b、c所示,則如下判斷中正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?淮安模擬)矩形線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中,線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖象如圖所示,下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?淮安模擬)從地面豎直上拋一個質(zhì)量為m的小球,小球上升的最大高度為H,設(shè)上升過程中空氣阻力Ff恒定.在小球從拋出到上升至最高處的過程中,下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?淮安模擬)北半球海洋某處,地磁場水平分量B1=0.8×10-4T,豎直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流動.海洋工作者測量海水的流速時,將兩極板豎直插入此處海水中,保持兩極板正對且垂線沿東西方向,兩極板相距L=20m,如圖所示.與兩極板相連的電壓表(可看作理想電壓表)示數(shù)為U=0.2mV,則( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案