精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图15,质量为M的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为m,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R,右侧导轨单位长度的电阻为R0。PQ左侧匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为a。

(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式;
(2)经过多少时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少?
(3)某一过程中力F做的功为W1,导轨克服摩擦力做功为W2,求回路产生的焦耳热Q。
(1)(2)(3)

试题分析:(1)回路的感应电动势为,而
导轨做初速为零的匀加速运动,
回路中的总电阻
感应电流的表达式为
(2)导轨受安培力
由牛顿第二定律
解得
上式中当时外力F取最大值,
(3)设此过程中导轨运动距离为s,摩擦力做功为解得
导轨动能的增加量
产生的焦耳热为
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分) 如图甲所示,长为l、相距为d的两块正对的平行金属板AB和CD与一电源相连(图中未画出电源),B、D为两板的右端点,两板间电压的变化如图乙所示,在金属板B、D端的右侧有一与金属板垂直放置的荧光屏MN,荧光屏距B、D端的距离为l,质量为m,电荷量为e的电子以相同的初速度v0从极板左边中央沿平行极板的直线O1O2连续不断地射入。已知所有的电子均能够从金属板间射出,且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等,忽略极板边缘处电场的影响,不计电子的重力以及电子之间的相互作用。求

(1)t=0和t=T/2时刻进入两板间的电子到达金属板B、D端界面时偏离O1O2的距离之比
(2)两板间电压U0的最大值
(3)电子在荧光屏上分布的最大范围

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,水平放置的平行板电容器,原来两板不带电,上极板接地,它的极板长L = 0.1m,两板间距离 d =" 0.4" cm,有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入,由于重力作用微粒能落到下板上,已知微粒质量为 m = 2×10-6kg,电量q = 1×10-8 C,电容器电容为C =10-6 F.


(1)为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内,则微粒入射速度v0应为多少?
(2)以上述速度入射的带电粒子,最多能有多少个落到下极板上?

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,质量为m的环带+q电荷,套在足够长的绝缘杆上,动摩擦因数为µ,杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中,杆与水平电场夹角为θ,若环能从静止开始下滑,则以下说法正确的是(     )
A.环在下滑过程中,加速度不断减小,最后为零
B.环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零
C.环在下滑过程中,速度不断增大,最后匀速
D.环在下滑过程中,速度先增大后减小,最后为零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于干簧管,下列说法正确的是(   )
A.干簧管接入电路中相当于开关的作用
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于电阻的作用
D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的

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,在xOy平面直角坐标系中,直角三角形MNL内存在垂直于xOy平面向里磁感应强度为B的匀强磁场,三角形的一直角边ML长为6a,落在y轴上,∠NML = 30°,其中位线OP在x轴上.电子束以相同的速度v0从y轴上-3a≤y≤0的区间垂直于y轴和磁场方向射入磁场,已知从y轴上y=-2a的点射入磁场的电子在磁场中的轨迹恰好经过点.若在直角坐标系xOy的第一象限区域内,加上方向沿y轴正方向、大小为E=Bv0的匀强电场,在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏,与x轴交点为Q.忽略电子间的相互作用,不计电子的重力.试求:

(1)电子的比荷;
(2)电子束从+y轴上射入电场的纵坐标范围;
(3)从磁场中垂直于y轴射入电场的电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图所示,足够长的间距为L=0.2m光滑水平导轨EM、FN与PM、QN相连,PM、QN是两根半径为d=0.4m的光滑的圆弧导轨,O、P连线水平,M、N与E、F在同一水平高度,水平和圆弧导轨电阻不计,在其上端连有一阻值为R=8W的电阻,在PQ左侧有处于竖直向上的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B0=6T。现有一根长度稍大于L、质量为m=0.2kg、电阻为r=2W的金属棒从轨道的顶端P处由静止开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,取g=10m/s2,求:

(1)棒到达最低点MN时金属棒两端的电压;
(2)棒下滑到MN过程中金属棒产生的热量;
(3)从棒进入EM、FN水平轨道后开始计时,磁场随时间发生变化,恰好使棒做匀速直线运动,求磁感应强度B随时间变化的表达式。

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,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω,其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量的小球以某一速度沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:

(1)小球的速度
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向如何;
(3)若要使小球能从金属板间射出,求金属棒ab速度大小的范围.

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,真空中存在重力场及相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电液滴在此复合场空间中可能有不同的运动状态。下列关于带电液滴的电性和运动状态的说法中正确的是
A.如果带正电,液滴可能处于静止状态
B.如果带负电,液滴可能做匀速直线运动
C.如果带正电,液滴可能做匀速直线运动
D.如果带负电,液滴可能做匀速圆周运动

查看答案和解析>>

同步练习册答案