满分5 > 高中物理试题 >

平行且足够长的两条光滑金属导轨.相距0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻.广...

平行且足够长的两条光滑金属导轨.相距0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻.广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=0.4T.垂直导轨放置两金属棒ab和cd.长度均为0.5m,电阻均为0.1Ω,质量分别为0.1kg和0.2kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在外力作用下,以恒定速度v=1.5m/s沿着导轨向上滑动.cd棒则由静止释放,试求:(取g=10m/s2
(1)金属棒ab产生的感应电动势:
(2)闭合回路中的最小电流和最大电流:
(3)金属棒cd的最终速度.

manfen5.com 满分网
(1)金属棒ab以恒定速度v=1.5m/s运动,切割磁感线产生感应电动势,由公式E=Blv求出感应电动势; (2)(3)由欧姆定律求出感应电流,由公式F=BIL求出cd棒所受安培力的大小,判断出其方向,再求解cd棒所受合力的大小和方向,即可分析cd棒的运动情况.释放cd棒后,cd棒沿导轨平面向下做加速运动,回路abdc中产生的感应电动势逐渐增大,感应电流逐渐增大,cd所受的安培力增大,合力减小,加速度减小,当合力减小到零时,cd棒做匀速直线运动,速度达到最大,回路中的电流也达到最大.以cd为研究对象,由平衡条件求出最大电流.此时回路中感应电动势为ab与cd两棒所产生的感应电动势之和,由欧姆定律和公式电动势结合求解最大速度. 【解析】 (1)金属棒ab产生的感应电动势:Eab=BLv=0.4×0.5×1.5V=0.3V (2)刚释放cd棒时,回路中感应电流为I1==1.5A cd棒受到安培力为:F1=BIL=0.4×1.5×0.5N=0.3N cd棒受到的重力沿斜面向下的分力为:Gcd=mgsin30°=1N 所以F1<Gcd,那么棒cd将沿导轨向下加速滑动,切割磁感线产生感应电动势,此电动势与ab棒的电动势串联,则abcd闭合回路的感应电动势增大; 电流也将增大,所以最小电流为:Imin=I1==1.5A; 当cd棒做匀速运动时,速度达到最大时,回路的电流最大,此时cd棒的加速度为零. 由mgsin30°=BImaxL得    Imax==5A  (3)当cd棒做匀速运动,则有:Imax= 得:vcd=3.5m/s 答: (1)金属棒ab产生的感应电动势是0.3V: (2)闭合回路中的最小电流是1.5A,最大电流是5A: (3)金属棒cd的最终速度是3.5m/s.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
manfen5.com 满分网2008年9月25日21时10分,神舟七号飞船成功发射,共飞行2天20小时27分钟,绕地球飞行45圈后,于9月28日17时37分安全着陆.航天员翟志刚着“飞天”舱外航天服,在刘伯明的配合下,成功完成了空间出舱活动,进行了太空行走.出舱活动结束后,释放了伴飞卫星,并围绕轨道舱进行伴飞实验.神舟七号是由长征-2F运载火箭将其送入近地点为A,远地点为B的椭圆轨道上,实施变轨后,进入预定圆轨道,其简化的模拟轨道如图12所示.假设近地点A距地面高度为h,飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t,地球表面的重力加速度为g,地球半径R,试求:
(1)飞船在近地点A的加速度aA大小;
(2)飞船在预定圆轨道上飞行的速度v的大小.
查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进,已知箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,拉力F1与地面水平夹角为θ=45°.g=10m/s2,求:
(1)绳子的拉力F大小;
(2)该同学能否用比F小的力拉着箱子匀速前进?如果能,请求出拉力的最小值,若不能,请说明理由.
查看答案
2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家.材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度.
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,其中RB、R分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值.为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB.请按要求完成下列实验.manfen5.com 满分网
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路图,在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6~1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响).要求误差较小.提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值R=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表A,量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表V,量程3V,内阻约3KΩ
E.直流电源E,电动势3V,内阻不计
F.开关S,导线若干
(2)正确连线后,将磁敏电阻置于待测磁场中,测量数据如下表:
123456
U (V)0.000.450.921.501.792.71
A (mA)0.000.300.601.001.201.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______,结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=______T.
(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
查看答案
manfen5.com 满分网为了测量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值,出现上述情况的原因是______.改进方法是______.改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图乙所示的图象,由图象可知,这个电池的电动势为E=______V,内阻r=______Ω.
查看答案
如图所示,螺旋测微器的示数为______ mm,游标卡尺的示数为______ mm.
manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.