题目内容

如图所示，一个U形导体框架，其宽度L=1m，框架所在平面与水平面的夹用α=30°．其电阻可忽略不计．设匀强磁场与U形框架的平面垂直．匀强磁场的磁感强度B=0.2T．今有一条形导体ab，其质量为m=0.5kg，有效电阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能无摩擦地滑动，求：在棒达到最大速度vm时，电阻R上的电功率．（g=10m/s2）．
导体棒切割磁感线产生的感应电动势：E=BLv，
电流：I=
E
R
=
BLv
R
，
棒受到的安培力：FB=BIL=
B2L2v
R
，
当棒做匀速直线运动时，速度最大，由平衡条件得：
B2L2vm
R
=mgsinα，
克服安培力做功转化为电能，电阻消耗的电功率等于克服安培力做功功率：
P=FBv=mgsinα×
mgRsinα
B2L2
=（mgsinα）2
R
B2L2
=（0.5×10×sin30°）2×
0.1
0．22×12
=15.625W；
答：电阻R上的功率为15.625W．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的长直导线连接后，放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，两根导体棒均与桌边缘平行，一根在桌面上，另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上．整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B．开始时两棒静止，自由释放后开始运动．已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦．求：
（1）刚释放时，导体棒的加速度大小；
（2）导体棒运动稳定时的速度大小；
（3）若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热．
如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B，金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g，现闭合开关S，将金属棒由静止释放．

（1）判断金属棒ab中电流的方向；
（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1；
（3）当B=0.40T、L=0.50m、α=37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m．
如图所示，两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L=1m，导轨底端接有阻值为1Ω的电阻R，导轨的电阻忽略不计．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B=1T．现有一质量为m=0.2kg、电阻不计的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5kg的物体相连，细绳与导轨平面平行．将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2m后开始做匀速运动．运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触．（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）金属棒匀速运动时的速度；
（2）棒从释放到开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；
（3）若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到实验图象如图所示，请根据图中的数据计算出此时的B1；
（4）改变磁感应强度的大小为B2，B2=2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v-M图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义．
如图所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方不远处下落穿过磁场的过程中（　　）
A．进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g
B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g
C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g
D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g
我们知道，在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2．（　　）
A．若飞机从西向东飞，φ1比φ2高
B．若飞机从东向西飞，φ2比φ1高
C．若飞机从南向北飞，φ1比φ2高
D．若飞机从北向南飞，φ2比φ1高
如图所示，MN、GH为足够长平行金属导轨（忽略导轨的电阻），两个相同的金属棒AB、CD垂直放在两导轨上．整个装置在同一水平面内．匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下，若给CD棒一个水平向右的速度，同时给CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒保持匀速直线运动状态，AB棒也随之运动，两棒与导轨间的滑动摩擦力f不变，则（　　）
A．AB棒做变加速运动，直到两棒的速度相等
B．AB棒中的电流逐渐减小到某一不为零的稳定值，方向由A到B
C．力F先减小，最终保恒定不变
D．力F的瞬时功率始终大于摩擦力的瞬时功率
如图甲所示，回路中有一个C=60μF的电容器，已知回路的面积为1.0×10-2m2，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度B随时间t的变化图象如图乙所示，求：
（1）t=5s时，回路中的感应电动势；
（2）电容器上的电荷量．
如图甲所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场，磁感应强度Bt随时间t变化的规律如图乙所示(tx是未知量)，Bt的最大值为2B．现将一根质量为m、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上,并把它按住，使其静止．在t=O时刻，让另一根长为L的金属细棒ab(其电阻Rx是未知量)从CD上方的导轨上由静止开始下滑，同时释放cd棒。已知CF长度为2L，两根细棒均与导轨良好接触，在ab从图中位置运动到EF处的过程中，cd棒始终静止不动，重力加速度为g．
 
(1)求上述过程中cd棒消耗的电功率，并确定MNPQ区域内磁场的方向．
(2) ab棒质量
(3)确定未知量Rx及tx的值．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网