如图所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略,初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度υ
,在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力;
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为E
p,则这一过程中安培力所做的功W
1和电阻R上产生的焦耳热Q
1分别为什么?
(3)导体棒往复运动,最终静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
考点分析:
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如图所示,AB、CD是两根足够长的光滑固定平行金属导轨,两导轨间的距离为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为B,在导轨的 AC端连接一个阻值为 R的电阻,一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab,从静止开始沿导轨下滑.(导轨和金属棒的电阻不计)
(1)求导体ab下滑的最大速度v
m;
(2)若金属棒到达最大速度时沿斜面下滑的距离是S,求该过程中R上产生的热量.
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如图所示,匝数N=100匝、截面积S=0.2m
2、电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化,处于磁场外的电阻R
1=3.5Ω,R
2=6Ω,电容C=30μF,开关S开始时未闭合,求:
(1)闭合S后,线圈两端M、N两点间的电压U
MN和电阻R
2消耗的电功率;
(2)闭合S一段时间后又打开S,则S断开后通过R
2的电荷量为多少?
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如图所示,线圈 abcd 的面积是0.05m
2,共l00匝;线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感强度为B=
T,当线圈以300rad/min 的转速匀速旋转时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转过
s 时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
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固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,各边长为L,其中ab是一段电阻为R
的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B.现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,以恒定速度v从ad滑向bc,如图所示.当PQ滑过L/3的距离时,PQ两端的电势差是
,通过aP段电阻丝的电流强度是
,方向向
(左或右).
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如图,金属环A用轻线悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧.若变阻器滑片P向左移动,则金属环A将向
(填“左”或“右”)运动,并有
(填“收缩”或“扩张”)趋势.
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