精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,金属棒cd水平固定在金属导轨上,如图甲所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同,ab、cd两棒的电阻均为r=0.9Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始,沿导轨匀加速运动,g取10m/s2

  (1)在运动过程中,ab棒中的电流方向?cd棒受到的安培力方向?

  (2)求出ab棒加速度大小和磁感应强度B的大小?

  (3)从t1=0到t2=2s,金属棒ab的机械能变化了多少?

解:(1) 在运动过程中,ab棒中的电流方向从b流向a。 ………………………2分

cd棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里。    ……………………2分

(2) ab棒加速度大小为a,当t1=0时, F1=11N,则

F1mgma                              …………………………2分

a=1m/s2

t2=2s时, F2=14.6N,设ab棒速度大小为v,其中电流为I,则

F2mgBILma                         …………………………2分

vat2                                    …………………………2分

BLv=2I r                                 …………………………2分

解得B=1.2T                              …………………………2分

(3) 从t1=0到t2=2 s,ab棒通过的距离为h,则      …………2分

设金属棒ab的机械能变化为△E,则

Emgh                         …………………………2分

E=22J                                  …………………………2分

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=50g,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s内,cd做匀变速直线运动)。

1.求在0~1.0s时间内,回路中感应电流的大小;

2.求在0~3.0s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度;

3.已知1.0~2.0s内,ab杆做匀加速直线运动,在图丙中画出在0~3.0s内,拉力F随时间变化的图像。(不需要写出计算过程,只需画出图线)

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2011-2012学年度北京市朝阳区高三第一学期期末统一考试物理卷 题型:计算题

两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=50g,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s内,cd做匀变速直线运动)。
【小题1】求在0~1.0s时间内,回路中感应电流的大小;[来源:Z.xx.k.Com]
【小题2】求在0~3.0s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度;
【小题3】已知1.0~2.0s内,ab杆做匀加速直线运动,在图丙中画出在0~3.0s内,拉力F随时间变化的图像。(不需要写出计算过程,只需画出图线)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2013-2014学年四川省高三(下)2月月考物理试卷(解析版) 题型:计算题

(20分)相距L=1.5 m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒和质量

   为m2=0.27kg 的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方问竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。棒光滑,cd棒与导轨间的动摩擦因数为,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd捧也由静止释放。(取10m/s2)

(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小;

(2)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;

(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力随时间变化的图像。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012届度北京市朝阳区高三第一学期期末统一考试物理卷 题型:计算题

两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=50g,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s内,cd做匀变速直线运动)。

1.求在0~1.0s时间内,回路中感应电流的大小;[来源:Z.xx.k.Com]

2.求在0~3.0s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度;

3.已知1.0~2.0s内,ab杆做匀加速直线运动,在图丙中画出在0~3.0s内,拉力F随时间变化的图像。(不需要写出计算过程,只需画出图线)

 

查看答案和解析>>

同步练习册答案