练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d．空间存在匀强磁场，磁场方向垂直轨道平面向上，磁感应强度为B．P、M间所接阻值为R的电阻．质量为m的金属杆ad水平放置在轨道上，其有效电阻为r．现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离s时，达到最大速度．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g．求：
    （1）金属杆ab运动的最大速度；
    （2）金属杆ab运动的加速度为
    12
    gsinθ    时，电阻R上电功率；
    （3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功．
    分析：（1）当加速度为零时，金属杆的速度达到最大，结合切割产生的感应电动势公式、安培力大小公式、闭合电路欧姆定律和共点力平衡求出金属杆的最大速度．
    （2）根据牛顿第二定律，结合安培力大小公式求出电流的大小，从而根据功率的公式求出电阻R上的电功率．
    （3）根据动能定理求出金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功．
    解答：解：（1）当杆达到最大速度时 F=mgsinθ
    安培力F=BId
    感应电流 I=
    E
    R+r
     
    感应电动势E=Bdv
    解得最大速度vm=
    mg(R+r)sinθ
    B2d2
     
    （2）当ab运动的加速度为
    1
    2
    gsinθ    时
    根据牛顿第二定律mgsinθ-BId=m×
    1
    2
    gsinθ
    电阻R上的电功率P=I′2R
    解得P=(
    mgsinθ
    2Bd
    )2R
    （3）根据动能定理mgs?sinθ-WF=
    1
    2
    mvm2-0
    解得WF=mgs?sinθ-
    1
    2
    m3g2(R+r)2sin2θ
    B4d4
    ．
    答：（1）金属杆ab运动的最大速度
    mg(R+r)sinθ
    B2d2
    ．
    （2）金属杆ab运动的加速度为
    1
    2
    gsinθ    时，电阻R上电功率(
    mgsinθ
    2Bd
    )    2    R    ．
    （3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功为mgs?sinθ-
    1
    2
    m3g2(R+r)2sin2θ
    B4d4
    点评：本题考查电磁感应与力学和能量的综合，是高考的热点问题，难度中等，需加强这方面的训练．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计．空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T．P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R．现从静止释放ab，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到
    1
    vm
    与
    1
    R
    的关系如图所示．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2．求：
    （1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；
    （2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的加速度为
    1
    2
    gsinθ时，此时金属杆ab运动的速度；
    （3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的速度为
    vm
    2
    时，定值电阻R1消耗的电功率．
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d．空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B．P、M间接有阻值为3R的电阻．Q、N间接有阻值为6R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为R．现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离S时，达到最大速度．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g．求：
    （1）金属杆ab运动的最大速度；
    （2）金属杆ab运动的加速度为
    12
    gsinθ 时，金属杆ab消耗的电功率；
    （3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2013届上海市奉贤区高考一模物理试卷（带解析） 题型：计算题

    (14分）如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆A.b水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R。现从静止释放A.b，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2。求：


    （1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；
    （2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆A.b运动的加速度为gsinq时，此时金属杆A.b运动的速度；
    （3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆A.b运动的速度为时，定值电阻R1消耗的电功率。

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2012-2013学年上海市奉贤区高考一模物理试卷（解析版） 题型：计算题

    (14分）如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆A.b水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R。现从静止释放A.b，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2。求：

    （1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；

    （2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆A.b运动的加速度为gsinq时，此时金属杆A.b运动的速度；

    （3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆A.b运动的速度为时，定值电阻R1消耗的电功率。

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案