练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R
    的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0.现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）.求：

    （1）在图中标出当棒ab进入磁场后流过电阻R的电流方向;
    （2）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
    （3）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能.
    (1) 由右手定则可判断流过电阻R的电流从M到P;
    (2) ;
    (3) 。

    试题分析：导体棒进入磁场，切割磁感线产生感应电流，使得导体棒受到安培力作用，导体棒在磁场中做匀速运动时，其所受的外力F和安培力平衡，据此可以求出棒的速度．根据动能定理（或能量守恒定律）可以求出电路中消耗的电能，注意克服安培力所做功等于整个回路中产生的电能．
    解答过程：（1）ab进入磁场后，由右手定则可判断流过电阻R的电流从M到P。
    （2）设ab棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为V，则产生的感应电动势为：
       (1)
    由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为：
       (2)
    对ab棒，由平衡条件得：
       (3)
    联立（1）、（2）、（3）式解得：
      (4)
    (3) 从ab棒开始运动到离开磁场右边界，由动能定理得
       (5)
    克服安培力做的功等于电路中产生的电能，则
       (6)
    由(4)、(5)、(6)式解得
       (7)
    故ab棒通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能为：
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (12分)如图所示，质量为m、带电荷量为＋q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入．已知两极间距为d，磁感应强度为B，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域．今将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上．已知粒子重力不计，则粒子落到极板上时的动能为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （12分）一质量为m、带电量为＋q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强大小为大小为E，方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方c点，如图所示，已知 b到O的距离为L，粒子的重力不计，试求：

    （1）磁感应强度B
    （2）圆形匀强磁场区域的最小面积；
    （3）c点到b点的距离

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (18分)有一个1000匝的矩形线圈，两端通过导线与平行金属板AB相连（如图所示），线圈中有垂直纸面向外的匀强磁场；已知AB板长为，板间距离为。当穿过线圈的磁通量增大且变化率为时，有一比荷为的带正电粒子以初速度从上板的边缘射入板间，并恰好从下板的边缘射出；之后沿直线MN运动，又从N点射入另一垂直纸面向外磁感应强度为的圆形匀强磁场区(图中未画出)，离开圆形磁场时速度方向偏转了。不计带电粒子的重力。试求

    （1）AB板间的电压
    （2）的大小
    （3）圆形磁场区域的最小半径

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图（甲）所示的轮轴，它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻，其余电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端，将质量为M的重物由静止释放，重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦。

    (1)重物匀速下降的速度V的大小是多少？
    (2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v-M实验图线。图（乙）中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线，试根据实验结果计算B1和B2的比值。
    (3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h，求这一过程中R上产生的焦耳热

    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平面内有一范围足够大的匀强电场，电场强度大小为E，电场方向在图中未画出．在y≤l的区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里．一电荷量为+q、质量为m的粒子，从O点由静止释放，运动到磁场边界P点时的速度刚好为零，P点坐标为（l，l），不计粒子所受重力．

    （1）求从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功，并判断匀强电场的方向．
    （2）若该粒子在O点以沿OP方向、大小的初速度开始运动，并从P点离开磁场，此过程中运动到离过OP的直线最远位置时的加速度大小，则此点离OP直线的距离是多少？
    （3）若有另一电荷量为-q、质量为m的粒子能从O点匀速穿出磁场，设，求该粒子离开磁场后到达y轴时的位置坐标．

    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，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离L="0.20" m，在两轨道的左端之间接有一个R=0.10的电阻。在虚线OO′（OO′垂直于轨道）右侧有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆以=2.0m／s且平行于轨道的初速度进入磁场，同时在杆上施加一个水平拉力，使其以=2.0m／s2的加速度做匀减速直线运动。杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆和轨道的电阻均可忽略。

    （1）请你通过计算判断，在金属杆向右运动的过程中，杆上所施加的水平拉力的方向；
    （2）在金属杆向右运动的过程中，求杆中的感应电流为最大值的时，水平拉力的大小；
    （3）从金属杆进入磁场至速度减为零的过程中，电阻R上发出的热量Q=0.13J，求此过程中水平拉力做的功。

    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，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝3.0×104N/C。有一个质量m＝4.0×10－3kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°。取g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，不计空气阻力的作用。求：

    (1)求小球所带的电荷量及电性；
    (2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；
    (3)从剪断细线开始经过时间t＝0.20s，求这段时间内小球电势能的变化量。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，已知ON=d, 如图所示.不计粒子重力，求：

    （1）粒子在磁场中运动的轨道半径R；
    （2）粒子在M点的初速度v0的大小;
    （3）粒子从M点运动到P点的总时间t.

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案