练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨，处在沿竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直，交于O点．导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行，相距为2b．一根质量为m的金属细杆，在t=0s时从O点出发，在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动．在滑动的过程中，杆始终保持与导轨的平行段相垂直，速度方向与导轨的平行段相平行，杆与导轨有良好的接触．假定导轨与金属杆都有电阻，且每单位长度的电阻都是r．不计金属细杆与轨道之间的摩擦．
    （1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，通过金属杆中的电流多大？
    （2）当t=
    2b
    V
    时，金属杆受到的安培力多大？
    （3）从开始运动到t=
    b
    V
    过程中，外力一共做了多少的功？
    （4）若控制外力，使金属杆从静止开始作匀加速直线运动，加速度始终为a，试写出外力随时间变化的规律．
    精英家教网
    （1）切割产生的感应电动势E=BLV，回路中的电阻R=（2
    		2
    Vt+2Vt    ）r，
    根据欧姆定律得：
    I1=
    BLV
    R
    =
    B?2Vt?V
    (2
    		2
    Vt+2Vt)r
    =
    BV
    (
    		2
    +1)r

    （2）当t=
    2b
    V
    时，导体棒的有效长度为2b，回路中的总电阻为R=(2
    		2
    b+4b)r    ，
    根据欧姆定律得：
    I2=
    BLV
    R
    =
    B?2b?V
    (2
    		2
    b+4b)r
    =
    BV
    (
    		2
    +2)r

    则安培力的大小：FA=BI2L=B
    BV
    (
    		2
    +2)r
    ?2b=
    2B2bV
    (
    		2
    +2)r
    ．
    （3）根据动能定理得：WF-WA=0
    WF=WA=
    0+FAmax
    2
    ?b=
    1
    2
    B
    BV
    (
    		2
    +1)r
    2b?b    =
    B2Vb2
    (
    		2
    +1)r
    ．
    （4）分两段讨论：
    ①0≤t≤
    2b
    a

    S=
    1
    2
    at2    ，V=at，I1=
    Bat
    (
    		2
    +1)r
    ．
    F1-BI1?2S=ma
    F1=ma+
    B2a2
    (
    		2
    +1)r
    t3    ．
    ②t＞
    2b
    a

    R=
    .
    2
    		2
    b+2(S-b)+    		2b
      
    .
    r=(2
    		2
    b+at2)r
    I2=
    B?2b?at
    R
    =
    2abBt
    (2
    		2
    b+at2)r

    F2=ma+
    4ab2B2t
    (2
    		2
    b+at2)r
    ．
    答：（1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，通过金属杆中的电流为
    BV
    (
    		2
    +1)r
    ．
    （2）当t=
    2b
    V
    时，金属杆受到的安培力为
    2B2bV
    (
    		2
    +2)r
    ．
    （3）从开始运动到t=
    b
    V
    过程中，外力一共做功为
    B2Vb2
    (
    		2
    +1)r
    ．
    （4）当0≤t≤
    2b
    a
    ，F1=ma+
    B2a2
    (
    		2
    +1)r
    t3    ．当t＞
    2b
    a
    时，F2=ma+
    4ab2B2t
    (2
    		2
    b+at2)r
    ．
    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：

    如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根光滑金属导轨，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B．导轨的OP1段与OP2段相互垂直，长度相等，交于O点．导轨的P1Q1段与P2Q2段相互平行，并相距2b．一金属细杆在垂直于金属杆的水平外力作用下，t=0的时刻从O点出发，以恒定的速度v沿导轨向右滑动．在滑动过程中，杆始终保持与导轨的平行段相垂直，杆与导轨有良好的接触．假定导轨和金属杆都有电阻，每单位长度的电阻都是r．求：
    （1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，加在   金属杆上外力的功率随时间的变化关系？
    （2）金属杆运动到P1、P2右侧x处电流的大小？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?南昌二模）如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨，处在沿竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直，交于O点．导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行，相距为2b．一根质量为m的金属细杆，在t=0s时从O点出发，在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动．在滑动的过程中，杆速度的方向始终保持与导轨的平行段相平行，且与OP1成45°夹角，杆与导轨有良好的接触．假定导轨与金属杆都有电阻，且每单位长度的电阻都是r．不计金属细杆与轨道之间的摩擦．
    （1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，通过金属杆中的电流多大？
    （2）从开始运动到t=
    bv
    过程中，外力一共做了多少的功？
    （3）若控制外力，使金属杆从静止开始作匀加速直线运动，加速度大小为a，试写出外力随时间变化的规律．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨，处在沿竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直，交于O点．导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行，相距为2b．一根质量为m的金属细杆，在t=0s时从O点出发，在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动．在滑动的过程中，杆始终保持与导轨的平行段相垂直，速度方向与导轨的平行段相平行，杆与导轨有良好的接触．假定导轨与金属杆都有电阻，且每单位长度的电阻都是r．不计金属细杆与轨道之间的摩擦．
    （1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，通过金属杆中的电流多大？
    （2）当t=
    2b
    V
    时，金属杆受到的安培力多大？
    （3）从开始运动到t=
    b
    V
    过程中，外力一共做了多少的功？
    （4）若控制外力，使金属杆从静止开始作匀加速直线运动，加速度始终为a，试写出外力随时间变化的规律．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：上海模拟题 题型：计算题

    如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨，处在沿竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直，交于O点。导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行，相距为2b。一根质量为m的金属细杆，在t=0s时从O点出发，在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动。在滑动的过程中，杆始终保持与导轨的平行段相垂直，速度方向与导轨的平行段相平行，杆与导轨有良好的接触。假定导轨与金属杆都有电阻，且每单位长度的电阻都是r。不计金属细杆与轨道之间的摩擦。
    （1）金属杆在正交的OP1、OP2导轨上滑动时，通过金属杆中的电流多大？
    （2）当t=时，金属杆受到的安培力多大？
    （3）从开始运动到t=过程中，外力一共做了多少的功?
    （4）若控制外力，使金属杆从静止开始作匀加速直线运动，加速度始终为a，试写出外力随时间变化的规律。

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案