如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20m,在两轨道的左端之间接

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-30
如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20m,在两轨道的左端之间接

(1)金属杆刚进入磁场时,速度最大,由I=ER=BLvR可知,此时杆中的感应电流也最大.当速度减至v04=0.50m/s时,电流为最大值的14,即此时电流为:I=14?BLv0R=0.5×0.2×24×0.1A=0.5A此时杆ab所受的安培力:F安=BIL=0.5×0.5×0.2N=0.05N,由左手定则判断可知,安培力方向水平向左,设杆ab所受的水平拉力为F,根据牛顿第二定律得:F安+F=ma解得:F=ma-F安=0.1×2-0.05=0.15N,方向水平向左,此时施加在杆ab上的水平拉力的功率:P=F?v04=0.15×24W=7.5×10-2W(2)金属杆进入磁场后,一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动,直至速度为零.设此过程中安培力做功为W安,拉力做功为W,则由动能定理得: W安+W=0-12mv20,其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即:-W安=Q,所以:W=Q?12mv20=0.13J-12×0.1×22J=-7.0×10-2J答:(1)杆中的感应电流为最大值的14时,水平拉力的功率为7.5×10-2W;(2)此过程中水平拉力做的功为-7.0×10-2J.

(1)杆上所施加的水平拉力的方向始终向左 (2)0.15N(3)-7.0×10 -2 J 试题分析:(1)金属杆刚进入磁场时,杆中的感应电流 此时,杆 所受的安培力 ,方向水平向左杆 所受的合力 ,方向水平向左在金属杆 向右做匀减速直线运动的过程中,安培力 不断减小因此,杆上所施加的水平拉力的方向始终向左。(2)当速度减为 时,电流为 此时杆 所受的安培力 ,方向水平向左根据牛顿第二定律 水平拉力的大小 (3)由动能定理 其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即 所以 J

(1)金属杆刚进入磁场时,杆中的感应电流为:
I0=
BLv0
R
=
0.5×0.2×2
0.1
A=2A,
此时,杆ab所受的安培力为:
F=BI0L=0.5×2×0.2N=0.2N,方向水平向左,
根据牛顿第二定律得:杆ab所受的合力为:
F=ma=0.1×2N=0.2N,方向水平向左,
在金属杆ab向右做匀减速直线运动的过程中,安培力F不断减小,因此,杆上所施加的水平拉力的方向始终水平向左.
(2)当速度减为:v=
v0
4
=
2
4
m/s=0.5m/s时,电流为:
I=
1
4
I0
1
4
×2A=0.5A
此时杆ab所受的安培力为:
F=BIL=0.5×0.5×0.2N=0.05N,方向水平向左,
根据牛顿第二定律得:F+F=ma
水平拉力的大小为:F=ma-F=0.2-0.05=0.15(N)
(3)由动能定理得:W+WF=0-
1
2
m
v2

  • 如图所示,两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,相距为L=0.5m,在...
    答:(1)达到最大速度的外力F=pvm根据平衡条件:F=B?BLvmR+r?L得:vm=6m/s(2)根据动能定理:pt-W安=12mvm2-12mv02Q=W安得:Q=20J(3)根据牛顿第二定律:Pv-B?BLvR+r?L=ma得:a=0.55m/s2答:(1)金属杆达到的最大速度vm为6m/s;(2)在这2s时间内回路产生的热量Q为20J;(3...
  • 如图所示,两根相互平行、间距为L的金属轨道MN和PQ固定在水平面内.轨...
    答:A:当ab杆以水平初速度v 0 开始在轨道上滑动的瞬间ab杆两端的电势差为BLv 0 ,相当于电源,而cd杆两端无电压.故A错误.B:对ab和cd构成的整体来说,安培力为零,系统动量守恒,故B正确.C:提供两种方法:1.利用“右手定则”可判断出ab杆中电流方向为a到b.则易知cd杆中电流方向为d到c.在...
  • 如图所示,同一平面内有两根固定的相互平行的长直导线甲和乙,现通有大 ...
    答:根据右手螺旋定则可知两导线在a点形成磁场方向相同,由于两导线电流大小相等,a点与两导线的距离也相等,故单根导线在a点形成磁感应强度大小为0.5B,由于a与b与导线2距离相等,故撤掉导线1后,b点磁感应强度大小为0.5B,根据安培定则可知b点磁场方向垂直纸面向外.故D正确,ABC错误.故选:D.
  • 如图所示,固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端...
    答:产生的感应电动势E=Bdvm,回路中电流I=ER+r=BdvmR+r,所以,此时电阻R的热功率PR=I2R=B2d2v2mR(R+r)2;(2)当导体杆达到最大速度时,对导体杆受力分析如图所示,此时满足:F=μmg+Bid,所以,F=μ mg+B2d2vmR+r;(3)从导体杆由静止开始运动到达到最大速度这段时间内,...
  • 如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l=0.2米,在...
    答:(1)感应电动势E=Blv,I= E R ∴I=0时 v=0 所以x= v 0 2 2a =1m (2)最大电流 I m = BL v 0 R I′= I m 2 = BL v 0 2R 安培力 F A =BI′L= B 2 L 2 v 0 2R ...
  • 如图所示,在同一水平面内两根固定的平行光滑的金属导轨M、N相距为0.4...
    答:(1)由电磁感应定律得 E=Blv 根据闭合电路欧姆定律,得 I=BlvR+r=0.4A 方向由安培定则判得电流 b到a (2)导体棒ab两端的电势差Uab=IR Uab=BlvR+rR=0.16V (3)由导体棒ab匀速运动受力平衡 F=BIL=0.016N 答(1)电流由b到a,0.4A (2)导体棒ab两端的电势差...
  • 如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,导轨的电 ...
    答:A、若ab棒静止,不产生感应电动势和感应电流,没有电流通过原线圈,则副线圈不产生感应电流,I R =0、I L =0、I C =0.故A正确.B、C在ab棒向左匀速运动的过程中,ab棒产生恒定的感应电动势,左边原线圈中产生恒定的电流,形成恒定的磁场,穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变,则副线圈中没...
  • 如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为L=1m...
    答:(1)导体棒匀速运动时速度最大,最大速度为v.此时金属棒受到的安培力:FB=BIL=BLBLvR=B2L2vR,由平衡条件得:F=FB,可得 v=FRB2L2=2×112×12=2 m/s(2)导体棒由静止到速度达到最大过程中拉力与安培力做功,由动能定理得 FS+WA=12mv2 得WA=12mv2-FS=12×1×22-2×2=-2J答:...
  • 如图所示,水平面内两根光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强...
    答:A、金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动,根据v 2 =2ax知,通过b、c两个位置的速度比为1: 2 ,根据E=BLv知,产生的电动势之比为1: 2 ,根据P= E 2 R 知,电阻R的电功率之比为1:2.故A正确.B、电动势之比为1: 2 ,所以电流比为1: 2 ...
  • 如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨...
    答:A、B在ab棒匀速运动过程中,ab棒产生恒定的感应电动势,左边原线圈中产生恒定的电流,形成恒定的磁场,穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变,则副线圈中没有感应电动势产生,所以I R =0、I L =0、I C =0.故A错误,B正确.C、若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,原线圈中产生正弦式交变电流...