如图所示,3条平行导轨MN、CD.EF在同一平面内,MN与CD相距为d1=8.3cm,CD与EF相距为d2=20.0cm,导轨及导体杆的电阻忽略不计,M、E间连接电阻R1=10Ω,N、D间连接电阻R2=20Ω.导体杆ab横跨在3条导轨上,与三条导轨都接触良好,杆的a端到与EF接触的b点间的距离l=40.0cm.空间充满匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图示.
(1)若导体杆在匀强磁场中匀速向右运动,速度大小为v=4.0m/s,求通过电阻R1、R2的电流大小.
(2)若导体杆以b为轴,在导轨所在的平面内沿顺时针方向转动90°角(导轨MN和CD都足够长),求这过程中电流方向向下的通过电阻R1、R2的电荷量的大小.
解:(1)导体杆在向右匀速运动过程中,构成两个闭合电路,一个是MN与EF间的杆、导轨及电阻R1;另一个是CD与EF间的杆、导轨及电阻R2.电流分别为 (2)在穿过闭合电路的磁通量发生变化的过程中,感应电动势的平均值 通过电路某截面的总电量 在a端转至与MN相交之前,通过电阻R1、R2的电流方向都是向下,流过它们的电量分别是 在a端从与MN相交转至与EF相交的过程中,电阻R1、R2串联,通过R1的电流方向仍为向下,而通过R2的电流方向是向上.流过它们的电量相等,是
对电阻R1来说,两阶段电流方向相同,因此Q1=Q1′+Q1″=2.24×10-3C; 对电阻R2来说,两阶段电流方向相反,因此Q2=Q2′-Q2″=2.6×10-4C. |
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如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP, N' P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1
的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为
=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;
(2)a6穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;
(3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.
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科目:高中物理 来源:2012年四川省资阳市高考物理三模试卷(解析版) 题型:解答题
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