题目内容
18.如图所示,宽度为l=lm平行光滑导轨置于匀强磁场中,导轨放置于竖直面内,磁感应强度大小B=0.4T,方向垂直于导轨平面向里,长度恰好等于导轨宽度的金属杆ab在水平向左的拉力F=0.2N作用下向左匀速运动,金属杆ab的电阻为1Ω,外接电阻Rl=2Ω,R2=1Ω.平行金属板间距d=l0mm,内有一质量m=0.lg的带电小液滴恰好处于静止状态,取g=10m/s2.求:(1)金属棒中的感应电流I;
(2)金属棒运动的速度v;
(3)小液滴的电荷量及电性.
分析 (1)以导体棒为研究对象,根据共点力的平衡求解电流强度大小;
(2)根据闭合电路的欧姆定律求解感应电动势大小,再根据导体切割磁感应线可得电动势求解速度v;
(3)根据电路的欧姆定律求解R2两端电压,对小球根据共点力的平衡条件求解电荷量.
解答 解:(1)以导体棒为研究对象,根据共点力的平衡可得:F=F安=BIl,
解得:$I=\frac{F}{Bl}=\frac{0.2}{0.4×1}A=0.5A$;
(2)根据闭合电路的欧姆定律可得:E=I(R1+R2+r)=0.5×(2+1+1)V=2.0V
根据导体切割磁感应线可得电动势E=Blv可得:v=$\frac{E}{Bl}=\frac{2}{0.4×1}m/s=5m/s$;
(3)设R2两端的电压为U2,根据电路的欧姆定律可得:U2=IR2=0.5V,
则对小球根据共点力的平衡条件可得:q$\frac{{U}_{2}}{d}$=mg,
解得:q=$\frac{mgd}{{U}_{2}}$=$\frac{0.1×10×0.01}{0.5}$C=0.02C.
根据右手定则可知b端电势高,电容器下极板带正电,所以小球带正电.
答:(1)金属棒中的感应电流为0.5A;
(2)金属棒运动的速度为5m/s;
(3)小液滴的电荷量为0.02C,小球带正电.
点评 对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是:确定哪部分相对于电源,根据电路连接情况画出电路图,结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解.
练习册系列答案
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A. | P点接收到的干涉信号先变强 | B. | P点接收到的干涉信号先变弱 | ||
C. | 干涉条纹间距发生改变 | D. | 干涉条纹间距不变 |
6.如图(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为1kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1V,在t=3s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图(b)所示,那么( )
A. | t=0时,线框右侧边两端MN间的电压为0.25 V | |
B. | 恒力F的大小为0.5 N | |
C. | 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度大小为3 m/s | |
D. | 线框完全离开磁场的瞬间位置3的速度大小为1m/s |
7.下列说法中正确的是( )
A. | 加速度就是增加的速度 | |
B. | 物体的速度越大,加速度也越大 | |
C. | 物体的位移为零,其路程一定为零 | |
D. | 物体的速度为零时,它的加速度可能不为零 |
8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是( )
A. | 物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态 | |
B. | 物体的加速度大小为5m/s2 | |
C. | 物体的质量为2kg | |
D. | 弹簧的劲度系数为7.5N/cm |