练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置到导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动．现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d．若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化．
    （1）求在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；
    （2）求在t0-2t0时间内导体棒ef产生的热量；
    （3）1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向．
    分析：（1）根据法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律与楞次定律，即可求解；
    （2）根据法拉第电磁感应定律，与焦耳定律，即可求解；
    （3）根据安培力的表达式，及受力平衡状态，即可求解．
    解答：解：（1）在0～t0时间内，磁感应强度的变化率
    △B
    △t
    =
    B0
    t0

    产生感应电动势的大小：E1=
    △?
    △t
    =
    △B
    △t
    S=
    B0ld
    t0

    流过导体棒ef的电流大小：I1=
    E1
    2R
    =
    B0ld
    2Rt0

    有楞次定律可判断电流方向为e→f
    （2）在t0～2t0时间内，磁感应强度的变化率
    △B
    △t
    =
    2B0
    t0

    产生感应电动势的大小E2=
    △?
    △t
    =
    △B
    △t
    ld=
    2B0ld
    t0

    流过导体棒ef的电流大小I2=
    E2
    2R
    =
    B0ld
    Rt0

    时间内导体棒ef产生的热量Q=
    I
    2
    2
    Rt0=
    B
    2
    0
    l2d2
    Rt0

    （3）在t～1.5t0时，磁感应强度B=B0
    Ef棒受安培力：F=B2I2l2=B0I2l=
    B
    2
    0
    l2d 
    Rt0

    方向水平向左：
    根据导体棒受力平衡，杆对导体棒的作用力为F′=-F=-
    B
    2
    0
    l2d 
    Rt0

    方向为向右的拉力
    答：（1）则在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小
    B0ld
    2Rt0
    与方向e→f；
    （2）则在t0-2t0时间内导体棒ef产生的热量
    B
    2
    0
    l2d2
    Rt0
    ；
    （3）1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小-
    B
    2
    0
    l2d 
    Rt0
    和方向向右的拉力．
    点评：考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、楞次定律及焦耳定律等规律的应用，掌握受力平衡条件．
    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： 题型：

    （2013?深圳二模）如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m，上端连接R=0.5Ω的电阻，下端连着电阻不计的金属卡环，导轨与水平面的夹角θ=300，导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场，其上、下边界之间的距离s=1Om，磁感应强 度B-t图如图乙所示．长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计，垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处，在t=O时刻由静止释放，棒与导轨始终接触良 好，滑至导轨底端被环卡住不动．g取10m/s2，求：

    （1）棒运动到磁场上边界的时间；
    （2）棒进人磁场时受到的安培力；
    （3）在0-5s时间内电路中产生的焦耳热．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图甲所示，电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的夹角θ=53°，水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，倾斜导轨处于平行轨道向下的磁场中，磁场的磁感应强度大小相同．两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好．导体棒的质量m=1.0kg，R=1.0Ω，长度L=1.0m，与导轨间距相同，两导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．现对ab棒施加一个方向向右、大小随乙图规律变化的力F的作用，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10m/s2．求：（设解题涉及过程中ab、cd两棒分别位于水平和倾斜轨道上）
    （1）ab棒的加速度大小；
    （2）若已知在前2s内外力做功W=30J，求这一过程中电路产生的焦耳热；
    （3）求cd棒达到最大速度所需的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上，ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中ef中中断过程，另一端固定于墙上；轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒之间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。

    （1）求0 ~ t0时间内流过导体棒ef的电流大小和方向；

    （2）求t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量；

    （3）分别写出0 ~ t0、t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t 变化的函数关系式，求出2t0时刻轻杆受力F的大小和方向。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012-2013学年辽宁师范大学附属中学高三三模理综物理试卷（解析版） 题型：选择题

    如图甲所示，电阻不计且间距L=lm的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m=0.l kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆ab进入磁场时的速度v0 =1m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2 ，则

    A．匀强磁场的磁感应强度为1T

    B．ab杆下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s

    C．ab杆下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J

    D．ab杆下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案