如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距l=1m,导轨平面与水平面成θ=30

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-02
(2013?湛江二模)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距l=1m,导轨平

(1)设金属棒刚开始下滑时的加速度为a,由于金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律有 mgsinθ=ma ①代入数据解得 a=gsin30°=5m/s2 ②(2)设金属棒运动达到稳定时的速度为v、所受安培力为FA,棒在沿导轨方向受力平衡,则有 mgsin θ-FA=0 ③此时金属棒克服安培力做功的功率等于小电珠消耗的电功率,则有 P=FAv ④联立③④式并入代数据解得 v=5m/s ⑤(3)设磁感应强度的大小为B,金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv ⑥小电珠正常发光,其两端电压等于E,必有E=U灯=2.5V ⑦联立⑥⑦式并代入数据解得 B=0.5T ⑧答:(1)金属棒沿导轨由静止刚开始下滑时的加速度大小是5m/s2;(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,小电珠正常发光,该速度的大小为5m/s;(3)磁感应强度的大小是0.5T.

(1) (2)在上升过程中: ,方向沿导轨平面向上;在下降过程中: ,方向沿导轨平面向上(3)图线见解析。 (1) (2分) (2分) (2分)(2)当 时, (2分)分两种情况ⅰ)在上升过程中 (2分) (1分) 方向沿导轨平面向上 (1分)ⅱ)在下降过程中 (2分) (1分)方向沿导轨平面向上(1分)(3)如图所示(4分)

(1)设金属棒刚开始下滑时的加速度为a,由于金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律有
   mgsinθ=ma  ①
代入数据解得  a=gsin30°=5m/s 2
(2)设金属棒运动达到稳定时的速度为v、所受安培力为F A ,棒在沿导轨方向受力平衡,则有
     mgsin θ-F A =0     ③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于小电珠消耗的电功率,则有
     P=F A v  ④
联立③④式并入代数据解得   v=5m/s  ⑤
(3)设磁感应强度的大小为B,金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E=Blv  ⑥
小电珠正常发光,其两端电压等于E,必有E=U =2.5V  ⑦
联立⑥⑦式并代入数据解得  B=0.5T   ⑧
答:
(1)金属棒沿导轨由静止刚开始下滑时的加速度大小是5m/s 2
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,小电珠正常发光,该速度的大小为5m/s;
(3)磁感应强度的大小是0.5T.



  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长,电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:解析:(1)由受力分析,根据牛顿第二定律,得:代入数据,解得。(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,金属棒重力势能一部分克服摩擦力做功,转化为内能,另一部分克服安培力做功,转化为电能,它等于电路中电阻R消耗的电功;设速度为,在时间内,据能量守恒,有:代入数据,解得:用右手定则判断磁场方向...
  • (15分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相...
    答:(2分)(3)设金属棒运动达到稳定时,所受安培力为F / ,棒在沿导轨方向受力平衡 (2分)解得: 0.8 N (2分)此时感应电流为 A = 2A (2分)电路中电阻R消耗的电功率: W = 8W (2分)(另解:由 ,解得稳定时速度达到最大值 m/s,本题克服安培力做功功率...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:(1) (2) 试题分析:(1)金属棒开始下滑的初速度为零,根据牛顿第二定律: 解得 (2) 设金属棒达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡: 电阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率,即: 以上两式联立,解得: 点评:本题难度较小,随着导体棒速度的逐渐...
  • (12分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相...
    答:(1)4m/s 2 (2)10m/s (3)0.4T, 磁场方向垂直导轨平面向上 试题分析:(1)金属棒开始下滑的初速为零,没有感应电流产生,不受安培力作用,故根据牛顿第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma ①由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s 2 =4m/s 2 ②(2)设金属棒运动...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m...
    答:③ 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率Fv=P ④ 由③、④两式解得v= =10m/s ⑤ (3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长度为l,磁场的磁感应强度为B I= ⑥ P=I 2 R ⑦ 由⑥、⑦两式解得B= =0.4T ⑧,磁场方向垂直导轨平面向上 ...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1...
    答:将上式代入即得F=ma=0.2×4 N=0.8 N此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率P=Fv所以v= = m/s=10 m/s(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为L,磁感应强度为BI= ,P=I 2 R,可解得:B= = T=0.4 T,磁场方向垂直导轨平面向上 ...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L...
    答:受力如图所示mg sinθ-μmgcosθ-BIL=0又I=BLvR,P=I2R=B2L2v2R解得B=mg(sinθ?μcosθ)LRP答:(1)金属棒沿导轨由静止开始下滑过程中,加速度的最大值为g(sinθ-μcosθ).(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为P,磁感应强度的大小为mg(sinθ?μcosθ)LRP.
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=...
    答:解:(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律 得:a=10×(0.6-0.25×0.8)m/s 2 =4 m/s 2 (2)设金属棒运动达到稳定时,设速度为v,所受安培力为F,棒沿导轨方向受力平衡,根据物体平稳条件 将上式代入即得F=0.8 N 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻...
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=...
    答:· =8 W,得v=15 m/s,选项B错误.根据左手定则可得,磁场方向垂直于导轨平面向上,由 =0.8 N,将v=15 m/s代入得B=0.4 T,选项C正确.根据能量守恒,产生的总焦耳热量为Q=mgxsin θ- mv 2 -μmgxcos θ=25.5 J,R上产生的热量为Q R = Q=17 J,选项D错误.
  • 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长的平行金属导轨相距1m,磁场的方向...
    答:P=I2R⑦由⑥、⑦两式解得:B=PRvl=8×210×1=0.4T ⑧磁场方向垂直导轨平面向上.答:(1)金属棒在下滑过程中的最大加速度的大小为4m/s2;(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,该速度的大小为10m/s;(3)在(2)问中,若R=2Ω,求磁感应强度B的大小为0.4T.