如图所示,两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ,相距为L.在M与P之间接有定值电阻R.金属棒ab的质量为m,水平

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
如图所示,水平面上有两根平行的光滑导轨MN、PQ,相距L=1m,在M和P之间接有R=2Ω的定值电阻,金属棒ab的

(1)设导体棒所受的安培力为FA由牛顿第二定律得:F-FA=ma由安培力公式得:FA=BIL 产生的电动势:E=BLv 根据闭合电路的欧姆定律得:I=ER=BLvR=BLatR由以上式子可得:F=ma+B2L2atR=2+0.5t当t=10s时代入上式可得:F=7N(2)由F=2+0.5t得图线为一直线,过(0,2)(10,7)两点.如图.答:(1)第10s末拉力F的大小为7N;(2)力F的大小随时间变化的图线如图.

(1)ab边切割磁感线产生的电动势为 E=BLv通过线框的电流为 I=ERab所受的安培力 F=BIL克服安培力的功率 P安=Fv联立得:P安=B2L2v2R;电路中的电功率 P电=E2R=(BLv)2R=B2L2v2R故得:P安=P电,所以导体棒运动过程中,克服安培力的功率等于电路中的电功率.得证.(2)ab棒稳定时,匀速运动,受力平衡,则得: mg=BIL又 I=BLvR则得:B=mgRL2v=0.2×10×10.52×2T=2T流过棒电量:q=.I△t,又.I=.ER,.E=△Φ△t,△Φ=BLh联立得:q=BLhR得:h=qRBL=0.5×12×0.5=0.5m.(3)设ab中产生的热量Q.根据能量守恒定律得:Q+<span class="MathZyb" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal

(1)ab将作加速度越来越小的加速运动,最后匀速运动.
匀速时速度达到最大,最大速度满足:
B 2 L 2 v m
R
=mg

得:v m =
mgR
B 2 L 2

(2)经过时间t,ab的速度为v=at       
t时刻的安培力:F =BIL= B
BLv
R
L=
B 2 L 2 a
R
t

由牛顿第二定律得:F+mg-F =ma   
解之得:F=m(a-g) +
B 2 L 2 a
R
t

(3)根据拉力F与时间t的关系式可以知道拉力F与时间t的关系是一次函数,作出F-t图线.


答:(1)若将ab由静止释放,ab将作加速度越来越小的加速运动,最后匀速运动.
最终速度为
mgR
B 2 L 2

(2)拉力F与时间t的关系式是F=m(a-g) +
B 2 L 2 a
R
t

(3)见图


  • 如图所示,两根竖直的平行光滑导轨MN、PQ,相距为L.在M与P之间接有定值电...
    答:作出F-t图线. 答:(1)若将ab由静止释放,ab将作加速度越来越小的加速运动,最后匀速运动.最终速度为 mgR B 2 L 2 (2)拉力F与时间t的关系式是F=m(a-g) + B 2 L 2 a R t ;(3)见图 ...
  • 如图所示,两根平行光滑导轨竖直放置,相距L=0.1m,处于垂直轨道平面的磁感...
    答:ab棒下落h高度时速度为:v=2gh=2×10×0.8=4m/s开关S闭合时产生的感应电动势为:E=BLv,感应电流为:I=ER,ab所受的安培力大小为:F=BIL联立得:F=B2L2vR=102×0.12×42N=2Nab棒的重力为 G=mg=0.1×10N=1N则 F>G,则ab将做减速运动,随着速度的减小,安培力减小,合力减小,加...
  • 如图所示,两根平行光滑导轨竖直放置,相距 L =0.1 m,处于垂直轨道平面的...
    答:D. 开关S闭合时,金属杆的速度 v ==4 m/s.感应电动势 E = BL v ,感应电流 I = E / R ,安培力 F = BLI ,联立解出 F =2 N.因为 F > mg =1 N,故 ab 杆做减速直线运动,速度减小,安培力也减小,加速度越来越小,最后加速度减为零时做匀速运动,故D正确.
  • 如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,导轨...
    答:N两端电压力路端电压,则UMN=IR=0.5×0.8=0.4 V(3)每秒钟重力势能转化为电能E=I2(R+r)t=0.52×(0.8+0.2)×1=0.25 J答:(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小是0.5A;
  • 如图所示,竖直放置的两根平行导轨MN、PQ足够长,相距L=0.3m,导轨光滑且...
    答:2=7.2J;(3)金属杆做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得:B2L2vR=mg,磁感应强度:B=mgRL2v=0.6×10×30.82×2=3.75T;答:(1)金属杆a在磁场中做匀速直线运动;(2)整个过程中回路产生的焦耳热为7.2J;(3)在金属杆b刚进入磁场时,应将磁感应强度调为3.75T.
  • 如图甲所示,两根足够长的竖直光滑平行金属导轨相距为L 1 =0.1m,导轨...
    答:1 2 m v 2 +Q 由R中产生的热量为: Q R = R R+r Q 联立得:Q R =3.2J答:(1)作用在金属棒中央、沿竖直方向的外力随时间变化的关系式为F=(2+0.025t)N;(2)磁感应强度B′的大小为5T,变速运动阶段在电阻R上产生的热量为3.2J.
  • 如图所示,两根竖直平行放置的光滑金属导轨相距为L,中间接有一阻值为R...
    答:0 过程中速度随下落高度h变化所对应的各种可能的图线如图所示.答:(1)棒MN在离开磁场下边界时的速度为 v= mg(R+r) B 2 L 2 ;(2)棒MN在通过磁场区的过程中产生的焦耳热为 E 棒电 = r R+r [mg( d 0 +d)- m 3 g 2 (R+r...
  • 如图所示,两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在竖直方向的匀强磁场中,两导轨...
    答:2BLv R+r 根据牛顿第二定律得 a= F- F 安 ′ m = 5 B 2 L 2 v 2m(R+r) 答:(1)金属棒匀速运动时,拉力的大小为 3 B 2 L 2 v R+r .(2)在此过程中,当ab的速度为2v时的加速度为 5 B 2 L 2 ...
  • 如图所示,两条足够长的平行光滑导轨 MN 和 PQ 之间的宽度为 L ,处于同...
    答:(1) (2) (1)设 b 端即将脱离 MN 时的速度为 v 0 由题中条件知: b 端即将脱离导轨 MN 时, ab 杆与 PQ 的夹角为30 0 (2分)根据机械能守恒: (5分)解得: (2分)(2)杆与球角速度相同, b 端即将脱离导轨 MN 时杆中点速度 (2分) 感应电动势...
  • 如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m...
    答:答:(1)杆能达到的最大速度为8 m/s,最大加速度为10 m/s2.(2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压是6V,此时拉力的瞬时功率为16 W.(3)拉力F做的功是20J,此过程持续时间是2.05 s.(4)R上共产生4.8J热能,其向前冲过的距离会有6.4 m.