精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,MN、PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属导轨,其电阻忽略不计.空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.导体棒ab、cd垂直于导轨放置,且与轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m,电阻均为r,轨道宽度为L.与导轨平行的绝缘细线一端固定,另一端与ab棒中点连接,细线承受的最大拉力Tm=2mgsinθ.今将cd棒由静止释放,则细线被拉断时,cd棒的(  )
A.速度大小是
2mgrsinθ
B2L2
B.速度大小是
mgrsinθ
B2L2
C.加速度大小是2gsinθ
D.加速度大小是0

AB、据题知,细线被拉断时,拉力达到Tm=2mgsinθ.
根据平衡条件得:对ab棒:Tm=F+mgsinθ.则得ab棒所受的安培力大小为F=mgsinθ;
由于两棒的电流相等,所受的安培力大小相等.
由E=BLv、I=
E
2r
,F=BIL,则得F=
B2L2v
2r

联立解得,cd棒的速度为 v=
2mgrsinθ
B2L2
.故A正确,B错误.
CD、对cd棒:根据牛顿第二定律得:mgsinθ-F=ma,代入得a=gsinθ-
1
m
?
B2L2
2r
?
2mgrsinθ
B2L2
=0,故C错误,D正确.
故选:AD.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,平行光滑导轨OPQ、OˊPˊQˊ相距L=0.5m,导轨平面与水平面成θ=53°角,OP段和OˊPˊ段是导电的,PQ段和PˊQˊ段是绝缘的,在P和Pˊ处固定一个“∩”形导体框abcd,导体框平面与导轨面垂直,面积S=0.3m2.空间存在变化的匀强磁场,方向与导轨平行,与线圈abcd垂直.质量为m=0.02kg、电阻R=0.2Ω的金属棒AB放在两导轨上QQˊ处,与PPˊ的距离x=0.64m,棒与导轨垂直并保持良好接触.t=0时刻,从QQˊ无初速度释放金属棒AB,此时匀强磁场方向沿导轨向上(规定为正方向),磁感应强度B的变化规律为B=0.2-0.8t(T).除金属棒AB外,不计其它电阻.求:
(1)经过多长时间,金属棒AB中有感应电流?感应电流的方向如何?
(2)假设OP段和OˊPˊ段的导轨足够长,金属棒AB在OP段和OˊPˊ段的导轨上能滑行多远?
(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

一个边长为a=1m的正方形线圈,总电阻为R=2Ω,当线圈以v=2m/s的速度通过磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场区域时,线圈平面总保持与磁场垂直.若磁场的宽度b>1m,如图所示,求:
(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;
(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,单匝线圈ABCD在外力作用下以速度V向右匀速进入匀强磁场,第二次又以速度2V匀速进入同一匀强磁场.则下说法说正确的是(  )
A.第二次与第一次通过AB边横截面的电荷量之比为2:1
B.第二次与第一次线圈中产生的热量之比为4:1
C.第二次与第一次线圈中最大电流之比为2:1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd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均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,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作用下以速度V1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度V2向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是(  )
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+
B2L2V1
2R
B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为BL
(V1+V2)
2R
D.μ与V1大小的关系为μ=
2mgR
B2L2v1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计.两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和a′b′的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)如果两条导轨皆光滑,让a′b′固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与a′b′同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,空间存在一宽度为2L有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量m=1kg、电阻R=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;
(3)判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,导轨间距为L=0.40m,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间接有阻值为R=0.30Ω的电阻,一电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab在不同时刻的位置(如下表),导轨电阻不计,重力加速度g=10m/s2.求:
时刻t/s00.100.200.300.400.500.600.70
位置x/m00.100.300.701.201.702.202.70
(1)在前0.4s的时间内,金属棒ab电动势的平均值
.
E

(2)金属棒的质量m;
(3)在前0.7s的时间内,回路产生的焦耳热Q.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,足够长平行金属导轨内有垂直纸面向里的匀强磁场,金属杆ab与导轨垂直且接触良好,导轨右端通过电阻与平行金属板AB连接.已知导轨相距为L;磁场磁感应强度为B;R1、R2和ab杆的电阻值均为r,其余电阻不计;板间距为d、板长为4d;重力加速度为g,不计空气阻力.
如果ab杆以某一速度向左匀速运动时,沿两板中心线水平射入质量为m、带电量为+q的微粒恰能沿两板中心线射出;如果ab杆以同样大小的速度向右匀速运动时,该微粒将射到B板距左端为d的C处.
(1)求ab杆匀速运动的速度大小v;
(2)求微粒水平射入两板时的速度大小v0
(3)如果以v0沿中心线射入的上述微粒能够从两板间射出,试讨论ab杆向左匀速运动的速度范围.

查看答案和解析>>

同步练习册答案