满分5 > 高中物理试题 >

如图所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5T,其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上...

如图所示,匀强磁场的磁感应强度B0.5T,其方向垂直于倾角θ30°的斜面向上,绝缘斜面上固定有形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MPNP长度均为2.5mMN连线水平,长为3m,以MN的中点O为原点,OPx轴建立一维坐标系Ox,一根粗细均匀的金属杆CD,长度d3m,质量m1kg,电阻R0.3Ω,在拉力F的作用下,从MN处以恒定速度v=1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好),g10m/s2

1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x=0.8m处电势差UCD

2)推导金属杆CDMN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式;

3)求金属杆CDMN处运动到P点的全过程产生的焦耳热.

 

(1)-0.6v(2)(3)7.5J 【解析】试题分析:导体棒切割磁感线产生感应电动势,由几何关系求得x=0.8m处的电动势,由欧姆定律即可求得CD之间的电势差;感应电流大小与导体长度无关,则电流恒定,因而由电量表达式结合时间即可求解;当导体棒匀速运动,由有效长度可列出安培力大小关于向下运动位移的表达式,根据安培力与位移成线性关系,可利用安培力平均值来求出产生焦耳热。 (1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势,(l=d), 解得:E=1.5V(D点电势高) 当x=0.8m时,金属杆在导轨教案的电势差为零,设此时杆在导轨外的长度为,则得, 联立并带入数据解得: 由楞次定律判断D点电势高,故CD两端电势差 (2)杆在导轨间的长度l与位置x的关系是: , 对应的电阻为 电流为: 杆受安培力为: 根据平均条件可得, (3)外力F所做的功等于F-x图线下所围成的面积,即 而杆的重力势能增加量,则有: 故全过程产生的焦耳热
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

光滑平行的金属导轨MNPQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直与导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图(a)所示.用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v-t图象如图(b)所示.g=10m/s2,导轨足够长.求:

1)恒力F的大小;

2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;

3)根据v-t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量(已知在前0.8s内杆的位移为1.12m).

 

查看答案

如图所示水平放置的平行轨道MN间接有一阻值为R=0.128Ω的电阻,轨道宽为L=0.8m,轨道上搭一金属棒ab,其质量m=0.4kgab与轨道间动摩擦因数为0.5,除R外其余电阻不计,垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2Tab在一电动机的牵引下由静止开始运动,经过t=2sab运动了1.2m,刚好达到最大速度.此过程中电动机的平均输出功率为8W,求:该过程中电阻R上消耗的电能.(g=10m/s2

 

查看答案

如图(a)所示,面积S=0.2m2、匝数n=630匝,总电阻r=1.0Ω的线圈处在变化的磁场中,磁感应强度B随时间t按图(b)所示规律变化,方向垂直线圈平面,图(a)中的传感器可看成一个纯电阻R,并标有“3V0.9W”,滑动变阻器R0上标有“10Ω1A”,试回答下列问题:

1)设磁场垂直纸面向外为正方向,试判断通过理想电流表的电流方向.

2)若滑动变阻器触头置于最左端,为了保证电路的安全,图(b)中的t0最小值是多少?

 

查看答案

均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感应强度为B的垂直于纸面向里的匀强磁场上方某处,如图所示,线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与磁场的水平边界面平行,当cd边刚进入磁场时,线框的加速度恰好为零,求线框下落的高度h

 

查看答案

如图所示是磁悬浮列车运行原理模型,两根平行绝缘直导轨间距为L,宽度相同的磁场磁感应强度,方向相反,并且以速度v同时沿直导轨向右匀速运动.导轨上金属框ab边长为Lab边长与磁场宽度相同,电阻为R,运动时受到的阻力为Ff,则金属框运动的最大速度表达式为

A.     B.

C.     D.

 

查看答案
试题属性

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