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如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:

(1)金属棒达到的最大速度
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
 
(1)        (2)

(1)ab下滑的路程为L时,切割磁感线产生感应电动势为
由于abMN回路的磁通量增大,产生感应电动势为
依右手定则和楞次定律,可判定同方向,电路中感应电流为
I=()/R ③
在此位置,ab棒速度最大,则ab棒速度最大,则ab棒受到磁场力为
F=Id=mg·sinθ ④ 
联立①、②、③、④式得:
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

Π型光滑金属导轨对水平地面倾斜固定,空间有垂直于导轨平面的磁场,将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置,如图9,金属杆ab从高度h1处释放后,到达高度为h2的位置(如图中虚线所示),其速度为v,在此过程中,设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为WG和WF,回路中产生的焦耳热为Q,那么以下关系式中正确的是
A.mv2 > mgh1一mgh2+WFB.mv2=WG+WF
C.mv2 + Q = WG+WFD.mv2+Q = WG

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示(   )
A.若固定ab,使cd向右滑动,abcd回路有电流,电流方向由a到b到d到c
B.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abcd回路有电流,电流方向由c到d到b到a
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abcd回路电流为零
D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abcd回路有电流,电流方向由c到d到b到a

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两个金属轮A1A2,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1O2转动,O1O2相互平行,水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成,A1轮的辐条长为a1、电阻为R1A2轮的辐条长为a2、电阻为R2,连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点,绳在D上绕足够匝数后,悬挂一质量为m的重物P。当P下落时,通过细绳带动D和A1绕O1轴转
动。转动过程中,A1、A2保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连。除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外,所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行。现将P释放,试求P匀速下落时的速度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,金属杆ab放在两水平放置的长直平行金属导轨上,导轨电阻不计,导轨间的宽度为1.0m,其间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,现用导线与插入电解槽中的两惰性电极C,D相连,回路的总电阻为2Ω,电解液为500mL的CuSO4溶液,现对棒施加一大小为3N的水平恒力,棒恰好开始运动,最后达到稳定状态,从棒开始运动到棒达到稳定状态的过程中,C,D中的某电极增重3.2mg.(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积的变化)

(1)写出电极D的反应式;
(2)写出电解CuSO4溶液的化学方程式;
(3)棒达到稳定状态时的速度为多大?
(4)ab棒刚达到稳定速度时,溶液中氢离子浓度约为多少?
(5)从棒开始运动到达到稳定过程中,棒ab移动的距离?
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,竖直平行导轨间距l=20cm,导轨顶端接有一电键S.导体捧ab与导轨接触良好且无摩擦,ab的电阻R=0.4Ω,质量m=10g,导轨的电阻不计,整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=1T.当导体棒由静止释放0.8s后,突然闭合电键S,不计空气阻力.设导轨足够长.

(1)试分析在电键S合上前、后,ab棒的运动情况。
(2)在ab棒的整外运动过程中,棒的最大速度和最终
速度的大小(g取10m/s2).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成α=53º角,导轨间距离L=0.8m.其上端接一电源和一固定电阻,电源的电动势E=1.5V,其内阻及导轨的电阻可忽略不计. 固定电阻R=4.5Ω.导体棒ab与导轨垂直且水平,其质量m=3×10-2kg,电阻不计. 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.(g=10m/s2  sin53º="0.8 " cos53º="0.6" )

(1)将ab棒由静止释放,最终达到一个稳定的速度,求此时电路中的电流;
(2)求ab稳定时的速度;
(3)求ab棒以稳定速度运动时电路中产生的焦耳热功率PQab棒重力的功率PG.
从计算结果看两者大小关系是怎样的?请解释为什么有这样的关系?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图12-4-8所示,MN和PQ为平行放置的光滑金属导轨,其电阻不计,ab、cd为两根质量均为m的导体棒,垂直置于导轨上,导体棒有一定电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,原来两导体棒都静止,当ab棒受到瞬时冲量而向右以速度运动后,(设导轨足够长,磁场范围足够大,两棒不相碰)(     )
A.cd棒先向右做加速运动,然后做减速运动
B.cd棒向右做匀加速运动
C.ab棒和cd棒最终将以的速度匀速向右运动
D.从开始到ab、cd都做匀速运动为止,在两棒的电阻上消耗的电能是

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,两水平放置的、足够长的、平行的光滑金属轨道,其间距为L,电阻不计,轨道间为磁感强度B,方向竖直向上的匀强磁场,静置于轨道上的裸金属杆ab、cd的质量与电阻分别为.现使ab杆以初动能Ek沿轨道向左运动直到后来ab杆、cd杆再达到平衡.求CD杆上产生的热量是多少?(其它能量损耗不计)

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