精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
13.有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长0.1m,质量为0.1g,电阻为0.1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.

分析 (1)刚下落时加速度最大,根据牛顿第二定律求解加速度;根据导体ab下落的最大速度时,加速度为零,根据共点力的平衡条件来计算;
(2)速度达到最大时,此时电功率也达到最大,最大的电功率等于克服重力做的功功率,由此求解.

解答 解:(1)ab棒刚下落时,速度为零,还没有切割磁感线产生感应电流,此时不受阻力,只受到重力,
所以最大加速度为g=10m/s2
根据导体ab下落的最大速度时,加速度为零,
即mg=F
则有:F=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
所以v=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}=\frac{0.1×1{0}^{-3}×10×0.1}{0.{1}^{2}×0.{1}^{2}}m/s=1.0m/s$;
(2)速度达到最大时,此时电功率也达到最大.
则有最大的电功率等于克服重力做的功功率,即:P=mgv=0.1×10-3×10×1.0=10-3W.
答:(1)导体ab下落的最大加速度10m/s2,最大速度为1.0m/s;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率10-3W.

点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.关于物体的重心,下列说法中正确的是(  )
A.重心就是物体上最重的一点
B.重心一定在物体上
C.形状规则的物体的重心,一定在它的几何中心
D.重心的位置跟物的形状有关

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

4.如图所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连.不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放.
(1)判断金属棒ab中电流的方向;
(2)若电阻箱R2接入电阻的阻值为R2=3R1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1
(3)当B=0.80T,d=0.05m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图乙所示,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.如图所示,有一梯形金属框abcd,以速度v匀速通过一有界匀强磁场区域MM′NN′.已知ab∥cd,ab⊥bc,bc∥MM′,规定在金属线框中沿a→b→c→d→a方向的电流为正,则金属线框中感应电流i随时间t变化的图线是(  )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

8.如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计.用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m.在导轨的NN’和OO’所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=$\frac{\sqrt{3}}{4}$,此区域外导轨是光滑的.电动小车沿PS方向以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置.(g取10m/s2)求:

(1)请问滑杆AA’滑到OO’位置时的速度是多大?
(2)若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度?
(3)若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动.)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

18.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为m,所带电荷 量为q,现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角,求:
①判定电荷的电性;
②这个匀强电场的电场强度.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

5.如图所示,一带负电小球质量m=0.4kg,用长度L=1m绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ角,且θ=37°,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10m/s2
(1)求小球所受的电场力的大小F.
(2)若仅将电场强度大小突然减小为原来的$\frac{1}{3}$,求小球摆到最低点时的速度大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.如图,匀强电场中,直线MN垂直于电场线,A、B在同一条电场线上,C在MN上,则(  )
A.C点电势比A点电势高
B.C点电场强度为零
C.A、B两点的电势相等
D.电子沿A向B的方向移动,电势能增加

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

3.有一系列斜面,倾角各不相同,它们的顶端都在O点,如图所示.有一系列完全相同的滑块(可视为质点)从O点同时由静止释放,分别到达各斜面上的A、B、C、D…各点,下列判断正确的是(  )
A.若各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D…各点的速率相同,则A、B、C、D…各点处在同一水平线上
B.若各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D…各点的时间相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直面内的圆周上
C.若各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D…各点的速率相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上
D.若各斜面与这些滑块间有相同的摩擦因数,且到达A、B、C、D…各点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A、B、C、D…各点处在同一竖直线上

查看答案和解析>>

同步练习册答案