精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、间距为d的平行金属板,R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。

(1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v。
(2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将由放射源产生的α射线水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx。(已知质子质量为mP,设质子质量与中子质量相等,质子带电量为e)
(1)(2)

试题分析:(1)当Rx=R棒沿导轨匀速下滑时,由平衡条件
安培力解得
感应电动势
电流解得 
(2)微粒水平射入金属板间,能匀速通过,由平衡条件
棒沿导轨匀速,由平衡条件
金属板间电压解得

点评:本题考查了电磁感应现象中有关感应电流的计算,通过平衡条件求出金属棒的速度。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两根相距为L的平行直导轨水平放置,R为固定电阻,导轨电阻不计。电阻阻值也为R的金属杆MN垂直于导轨放置,杆与导轨之间有摩擦,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。t=0时刻对金属杆施加一水平外力F作用,使金属杆从静止开始做匀加速直线运动。下列关于外力F、通过R的电流I、摩擦生热Q(图C为抛物线)、外力F的功率P随时间t变化的图像中正确的是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图6所示,ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨,AB间距离为L,左右两端均接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上,甲、乙两根相同的轻质弹簧一端均与MN棒中点固定连接,另一端均被固定,MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触,导轨与MN棒的电阻均忽略不计.初始时刻,两弹簧恰好处于自然长度,MN棒具有水平向左的初速度v0,经过一段时间,MN棒第一次运动至最右端,这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q,则(   )
A.初始时刻棒受到安培力大小为
B.从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中,整个回路产生焦耳热为
C.当棒再次回到初始位置时,AB间电阻R的功率为
D.当棒第一次到达最右端时,甲弹簧具有的弹性势能为mv20-Q

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两小磁针在同一水平面上,因受某种磁场的作用后相互平行,如图所
示,产生这种效果的磁场可能是(忽略小磁针相互作用)
A.某条通电直导线产生的磁场
B.相距很近的异名磁极间的磁场
C.某个通电螺线管产生的磁场,其中一个磁针在管内,一个磁针在管外
D.某个单匝通电圆形电流的磁场,一个磁针在环内,一个磁针在环外

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根平行的导轨处于同一水平面内,相距为L.导轨左端用阻值为R的电阻相连,导轨的电阻不计。导轨上跨接一质量为m、电阻为r的金属杆,金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场宽度为S1.现对杆施加一水平向右的恒定拉力F,使它由静止开始进入磁场区域,当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去,金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上。已知重力加速度为g.

(1)若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动,求匀速运动的速度;
(2)金属杆运动过程,通过电阻R的电量是多少?
(3)若金属杆离开磁场继续运动了S2后停止在导轨上。金属杆运动过程,电阻R产生的热量是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场,其方向与导轨平面垂直,变化率k=0.5T/m,x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动,运动过程中电阻上消耗的功率不变。求:

(1)同路中的电流;
(2)金属棒在x=2m处的速度;
(3)金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小;
(4)金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L,边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上,使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是图(       )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框,在外力作用下,以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始,线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象,下面四个图中正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,xOy坐标系第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小均为B,第二、四象限内没有磁场。一个围成四分之一圆弧形的导体环Oab,其圆心在原点O,开始时导体环在第四象限,且导体环两边oaob恰好分别与x轴、y轴重合,从t=0时刻开始导体环绕O点在xOy坐标平面内逆时针匀速转动。规定逆时针方向为电流的正方向,在导体环转动一周的过程中,下列能正确表示环内感应电流i随时间t变化的图象是  
 

查看答案和解析>>

同步练习册答案