如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-01
如图所示,宽度为L=0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨的一端连接阻值R=1Ω的电阻

(1)感应电动势:E=BLv=5×0.2×10V=10V,电流:I=ER=101=10A;(2)导体棒受到的安培力:F安=BIL=5×10×0.2=10N,导体棒做匀速直线运动,由平衡条件可得,拉力:F=F安=10N;(3)克服安培力做功产生焦耳热,运动30cm过程中R上产生的热量:Q1=Fs=10×0.3J=3J,撤去拉力至棒停下来过程中,电阻R上产生的热量:Q2=12mv2=12×0.1×100J=5J,整个过程R上产生的热量:Q=Q1+Q2=3+5=8J;答:(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小为10A.(2)作用在导体棒上的拉力的大小为10N.(3)运动30cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量为8J.

解:(1)感应电动势为 E=BLv =1V 感应电流为 =0.5 A (2)安培力 =BIL =0.05 N导体棒匀速运动,拉力与安培力平衡 (3)导体棒移动3m的时间为 = 0.3s 根据焦耳定律,导体棒移动3m过程中回路中产生的热量 (或 Q 1 =Fs= 0.15 J)根据能量守恒,撤去拉力后回路中产生的热量Q 2 = = 0.5J 整个过程回路中产生的热量

(1)感应电动势:E=BLv=5×0.2×10V=10V,
电流:I=
E
R
=
10
1
=10A;
(2)导体棒受到的安培力:F =BIL=5×10×0.2=10N,
导体棒做匀速直线运动,由平衡条件可得,拉力:F=F =10N;
(3)克服安培力做功产生焦耳热,运动30cm过程中R上产生的热量:Q 1 =Fs=10×0.3J=3J,
撤去拉力至棒停下来过程中,电阻R上产生的热量: Q 2 =
1
2
m v 2 =
1
2
×0.1×100J=5J

整个过程R上产生的热量:Q=Q 1 +Q 2 =3+5=8J;
答:(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小为10A.(2)作用在导体棒上的拉力的大小为10N.(3)运动30cm和撤去拉力至棒停下来的整个过程中电阻R上产生的总热量为8J.


  • 水平放置的平行金属框架宽L=0.2m,质量为m=0.1kg的金属棒ab放在框架上...
    答:解:当金属棒ab所受恒力F与其所受磁场力相等时,达到最大速度v m 由F= ,解得:v m = =10 m/s此后,撤去外力F,金属棒ab克服磁场力做功,使其机械能向电能转化,进而通过电阻R发热,此过程一直持续到金属棒ab停止运动。所以,感应电流在此过程中产生的热量等于金属棒损失的机械能,即Q= ...
  • 如图所示,间距为L=0.2m的两条平行金属导轨与水平面夹角θ=37°,导轨...
    答:(1) v(max)时,重力沿导轨向下的分力与安培力和摩擦力的合力平衡,即mgsin37°=µmgcos37°+BIL 将µ、m、g、B、L的值代入解得I=20A=U/r ∴U=2V=BLv(max) ∴v(max)=100m/s a(max)时,导体棒刚脱离弹簧,∵下端导轨光滑∴机械能无损失 此时ma=mg&#...
  • 如图所示,足够长的间距为L=0.2m光滑水平导轨EM、FN与PM、QN相连,PM、Q...
    答:(1)金属棒在导轨最低点MN处,由重力和轨道的支持力提供向心力,由牛顿第二定律得: N-mg=m v 2 d ,且N=2mg解得:v= gd = 10×0.4 m/s=2m/s金属棒产生的电动势 E=B 0 Lv金属棒两端的电压 U= R R+r E联立得:U=1.92V(2)由能量守恒得...
  • (14分)如图所示,足够长的间距为L=0.2m光滑水平导轨EM、FN与PM、QN相连...
    答:(1) ;(2)0.08J;(3) 试题分析:在导轨最低点MN处,由牛顿第二定律得: 且N=2mg 2分解得 1分金属棒产生的电动 1分金属棒两端的电压 1分联立得 1分(2)由能量守恒(功能关系)得: 2分金属棒产生的热量: 1分联立得:Q r ="0.08J" 1分(3) ...
  • 如图所示,宽度L=0.4m的足够长金属导轨水平固定在磁感强度B=0.5T范围足 ...
    答:有 P v 2 -f= F A = B 2 L 2 v 2 R 代入数据整理得 v 2 2 + v 2 -6=0 解得v 2 =2m/s(4)设电量为q,有 q= . I ?△t= . ε R ?△t= △? R△t ?△t= △? R =...
  • ...3 T;磁场右边是宽度L=0.2m、场强E=40V/m、方向向左的匀强
    答:电场力做功,粒子的动能增加: E K =EqL+ 1 2 m v 2 代人数据解得: E K =7.68×1 0 -18 J答:1)大致画出带电粒子的运动轨迹如图;(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径是0.4m;(3)带电粒子飞出电场时的动能 E K =7.68×1 0 -...
  • ...有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10-3T;磁场右边是宽度L=0.2m...
    答:解:(1)|轨迹如图.(2)带电粒子在磁场中运动时,由牛顿运动定律,有 (3)
  • 如图所示,正方形导线框ABCD每边长L=0.2m,线框电阻R=0.1Ω,质量m=0.1k...
    答:线框恰好匀速直线运动,说明受力平衡,即重力和安培力平衡,所以可得: ,解得 (2) 线框做匀速运动过程中,物体M对线框做的功等于线框产生的内能和重力势能增加量,(3)因为线圈的动能不变化,所以有: 点评:对于这类问题要正确受力分析,尤其是正确分析安培力的情况,然后分析清楚运动情况.
  • 如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的...
    答:(1)功率:P=Fv①根据安培力公式:F 安 =BIL②根据欧姆定律:I= BLv R …③又棒稳定时:F=F 安 +μmg…④由①②③④联立解得:v=2m/s(2)由能量守恒得:Pt=Q+μmgs+ 1 2 mv 2 ①因为q=ItI= E R E= △φ △t △φ=BSL所以S= qR...
  • 如图所示,一边长L=0.2m,质量m1=0.5kg,电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd...
    答:此时物块m2的动能为Ek2,从线框全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场,由能量守恒得: m2g(d2-L)-m1g(d2-L)=12(m1+m2)v2-12(m1+m2)v′2解得:v′=75m/s联立解得:Ek1=12m1v′2=12×0.5×(75)2=0.35(J)答:(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小为1m/s;(2...