精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
精英家教网水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻,导轨上放一阻值为R0=0.1Ω,m=0.1kg的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时重物上方的连线刚刚被拉直.从t=0开始,磁场以
△B△t
=0.1T/s均匀增加,取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间t物体才被拉离地面.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热Q.
分析:由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势和闭合电路欧姆定律可求出回路中电流,物体被拉动的临界条件为F=Mg;在此时间t内电阻R上产生的电热Q=I2R t.
解答:解:
(1)由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势
E=
△Φ
△t
=S
△B
△t
            ①
由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流
I=
E
R0+R
                                 ②
在t时磁感应强度为
B′=(B+
△B
△t
?t)                             ③
此时安培力为
F=B′ILab                                  ④
物体被拉动的临界条件为
F=Mg                                      ⑤
由①②③④⑤式并代入数据得
t=20 s                                         ⑥
所以经过t=20 s物体能被拉动.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热
Q=I2R t                                       ⑦
由②⑥⑦式并代入数据得
Q=1.5 J                                       ⑧
答:(1)经过20s物体才被拉离地面.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热1.5J.
点评:本题是综合性较强的题目,要根据题意逐步列式求解,会分析物体被拉离的条件.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?卢湾区模拟)辩析题水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽1m,导轨的左端接有R=0.4Ω的电阻,导轨上放一阻值为R0=0.1Ω的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时物体在地面上且连线刚好被拉直,若磁场以
△B
△t
=0.1T/s增加,请问:经过一段时间物体是否能被拉动?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间物体才被拉动.
以下为某同学的解答:
因为穿过回路的磁通量发生变化,产生感应电流,ab受到向左的安培力作用.当安培力大于或等于被吊物体的重力时,重物才能被拉动.
回路产生的感应电动势为:E=
△Φ
△t
=S?
△B
△t

ab受到向左的安培力为:F=BIL=
BLE
R0+R
,代入相关数据后,发现安培力为恒力且F<Mg,因此该同学得出的结论是:所以无论经过多长时间,物体都不能被拉动.
请问,该同学的结论是否正确?若正确,求出有关数据,若不正确,请指出错误所在并求出正确结果.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2009年广东省潮州市高考物理三模试卷(解析版) 题型:解答题

水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻,导轨上放一阻值为R=0.1Ω,m=0.1kg的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时重物上方的连线刚刚被拉直.从t=0开始,磁场以=0.1T/s均匀增加,取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间t物体才被拉离地面.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热Q.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2008-2009学年上海市卢湾区高三(上)质量调查物理试卷(解析版) 题型:解答题

辩析题水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽1m,导轨的左端接有R=0.4Ω的电阻,导轨上放一阻值为R=0.1Ω的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时物体在地面上且连线刚好被拉直,若磁场以=0.1T/s增加,请问:经过一段时间物体是否能被拉动?若不能,请说明理由;若能,请求出经过多长时间物体才被拉动.
以下为某同学的解答:
因为穿过回路的磁通量发生变化,产生感应电流,ab受到向左的安培力作用.当安培力大于或等于被吊物体的重力时,重物才能被拉动.
回路产生的感应电动势为:
ab受到向左的安培力为:,代入相关数据后,发现安培力为恒力且F<Mg,因此该同学得出的结论是:所以无论经过多长时间,物体都不能被拉动.
请问,该同学的结论是否正确?若正确,求出有关数据,若不正确,请指出错误所在并求出正确结果.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2009年广东省汕头市高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

水平面内固定一U形光滑金属导轨,轨道宽d=2m,导轨的左端接有R=0.3Ω的电阻,导轨上放一阻值为R=0.1Ω,m=0.1kg的导体棒ab,其余电阻不计,导体棒ab用水平轻线通过定滑轮连接处于水平地面上质量M=0.3kg的重物,空间有竖直向上的匀强磁场,如图所示.已知t=0时,B=1T,l=1m,此时重物上方的连线刚刚被拉直.从t=0开始,磁场以=0.1T/s均匀增加,取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间t物体才被拉离地面.
(2)在此时间t内电阻R上产生的电热Q.

查看答案和解析>>

同步练习册答案