如图所示,两根平行的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的左端串接一个电阻R,在导轨上

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
如图所示,两根平行的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨间距离为L,导轨的左端串联一个

(1)开始时,金属棒MN中没有感应电流,不受安培力,由牛顿第二定律得:恒力 F=ma当金属棒MN匀速运动时速度最大,设为vm.由P=Fvm得:vm=PF=Pma(2)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知:E=Blvm;P=E2r+R解得:B=P(R+r)lvm=maP(r+R)Pl;(3)R上消耗的最大功率P1=I2R=(ER+r)2R=PRr+R;(4)当v=0时,金属棒的加速度最大有:F=ma…①当金属棒速度最大时,恒力F做功的功率最大有:E=BLv…②又I=ER+r…③ FA=BIL…④ F-FA=0…⑤ P=Fv…⑥所以P电=I2R=R?PR+r当a′=a3时,根据牛顿第二定律有:F?B2L2R+rv′=ma′…⑦解得:v′=23v …⑧ I′=23I …⑨所以电阻R上的电热功率 P电′=I′2R=4R?P9(R+r)答:(1)金属棒MN的最大速度为Pma.(2)磁感应强度为maP(r+R)Pl(3)R上消耗的最大功率为PRr+R;(4)当金属棒的加速度是a3时,电阻R上的电热功率为4R?P9(R+r).

闭合开关时,若重力与安培力相等,即mg=BIL=B2L2vR,金属杆做匀速直线运动.若安培力大于重力,则加速度的方向向上,做减速运动,减速运动的过程中,安培力减小,做加速度逐渐减小的减速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.若安培力小于重力,则加速度的方向向下,做加速运动,加速运动的过程中,安培力增大,则加速度减小,做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.故A、C、D正确,B错误.故选:ACD.

(1)开始时,金属棒MN中没有感应电流,不受安培力,由牛顿第二定律得:恒力 F=ma
当金属棒MN匀速运动时速度最大,设为vm
由P=Fvm得:vm=
P
F
P
ma

(2)当v=0时,金属棒的加速度最大有:F=ma…①
当金属棒速度最大时,恒力F做功的功率最大有:E=BLv…②
又I=
E
R+r
…③
  FA=BIL…④
  F-FA=0…⑤
  P=Fv…⑥
所以P=I2R=R?
P
R+r

当a′=
a
3
时,根据牛顿第二定律有:F?
B2L2
R+r
v′=ma′…⑦
解得:v′=
2
3
v …⑧
     I′=
2
3
I …⑨
所以电阻R上的电热功率 P′=I′2R=
4R?P
9(R+r)

答:
(1)金属棒MN的最大速度为
P
ma

(2)当金属棒的加速度是
a
3
时,电阻R上的电热功率为
4R?P
9(R+r)


  • 如图所示,两根平行的光滑金属导轨与水平面成53°放置,导轨间接一阻值为...
    答:得 Q b =0.8× 9 15 J=0.48J 当a在磁场中匀速运动时Q b :Q R :Q a =1:1:8,得 Q b =1.6× 1 10 J=0.16J ∴Q 总 =0.64J答:(1)从导体棒a、b向下滑动起到a棒刚穿出磁场止,这个过程中,a、b两棒克服安培力分别做功为1.6J、0....
  • 如图所示,两根平行的光滑金属导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨...
    答:(1)开始时,金属棒MN中没有感应电流,不受安培力,由牛顿第二定律得:恒力 F=ma当金属棒MN匀速运动时速度最大,设为vm.由P=Fvm得:vm=PF=Pma(2)根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知:E=Blvm;P=E2r+R解得:B=P(R+r)lvm=maP(r+R)Pl;(3)R上消耗的最大功率P1=I2R=...
  • 如图所示,两根光滑的平行金属导轨与水平面成θ角放置.导轨间距为L,导轨...
    答:(1)金属杆受力平衡时有最大速度:mgsinθ=BIL E=BLvm I=E2R 得vm=2mgRsinθB2L2; (2)根据牛顿第二定律:mgsinθ-BI1L=ma I1=BLVm3×2R联立得:a=23gsinθ;答:(1)金属杆MN运动的最大速度Vm的大小为2mgRsinθB2L2.(2)金属杆MN达到最大速度的13时的加速度...
  • 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5 m,其电阻...
    答:则:F cd =mgsin30° ② 由①②式,代入数据解得:I=1 A ③ 根据楞次定律可知,棒cd中的电流方向由d至c ④ (2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即:F ab =F cd 对棒ab,由共点力平衡知:F=mgsin30°+IlB ⑤ 代入数据解得:F=0.2 N ⑥ (3)设在时间t内棒cd产生Q=0.1 J...
  • 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: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)当速度变为5m/s时,金属杆的加速度a为0.55m/s2.
  • 如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨...
    答:E=BLv 所以 U= RBLv r+R , △U △t = RBL r+R ? △v △t ,则有: 0.05= 0.2×0.5×0.3 0.1+0.2 a ,解得:a=0.5m/s 2 安培力大小,F A =BIL
  • 如图所示,两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置,间距为l=1m,cd间...
    答:A、根据右手定则得:导体棒ab中电流的流向为由a到b.故A错误.B、C、Dab产生的感应电动势为E=Blv=0.5×1×4V=2V,则cd两端的电压为U cd = R 2R E =1V;而de间没有电流,则de两端的电压为0;fe两端的电压等于cd两端的电压,是1V.故BD正确,C错误.故选BD ...
  • 如图甲所示,两根电阻不计的光滑平行金属导轨水平固定放置,间距为 d =...
    答:(1)0.1A(2)0.3 N(3) (1)金属棒未进入磁场时, (2分)电路中电动势 (3分)通过小灯泡的电流强度 (2分)(2)因灯泡亮度不变,故4 s末金属棒进入磁场时刚好匀速运动,此时金属棒中的电流 (2分)由平衡条件,有 F = F A = BId =0.3 N (2分)...
  • 如图所示,两根平行光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距L=20cm,电阻...
    答:如图所示,两根平行光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距L=20cm,电阻R=1.0;一金属杆垂直两轨静止在轨道上,轨道和金属杆的电阻不计,全部装置处于磁感应强度B=0.5T,方向竖直向下的匀强... 如图所示,两根平行光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距L=20cm,电阻 R =1.0 ;一金属杆垂直两轨静止在轨道上,轨道和金属杆的电阻...
  • 如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距0.3m,导轨左端...
    答:电阻R两端电压:U=ER+rR=BLaRR+rt,每秒内电阻R两端电压增加:△U=BLaRR+r,解得:a=0.5m/s2;答:(1)要使P点电势高于Q点电势,杆应向右运动;(2)当金属杆的速度v=2m/s时,电阻R上消耗的电功率为0.2W;(3)要使电阻R上的电压每秒均匀增加0.05V,杆的加速度a应为0.5m/s2.