题目内容

如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B。一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻。
（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R多大？
（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？
（3）先把开关K接通2，待ab达到稳定速度后，再将开关K接到3。试通过推导，说明ab棒此后的运动性质如何？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器还没有被击穿）
（1）
（2）
（3）“匀加速直线运动”，电流是恒定的
（1）由 （1分）   （1分）
得 （1分）
（2）由 （2分）    得    （1分）
由动量定理，得 （1分）其中=（1分）
得 （1分） （或）
（3）K接3后的充电电流（1分）
 （1分）   得=常数（1分）
所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的。（1分）
  （1分），
根据能量转化与守恒得  （1分）
 （1分）（或）
练习册系列答案
相关题目
匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，一根通电直导线的长度为0.2m，电流是5A，求下列情况下通电导体在磁场中的受力：
⑴电流方向与磁场方向相同时，安培力的大小为多少？
⑵电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为多少？
如图2所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将
A．向外偏转
B．向里偏转
C．向上偏转
D．向下偏转
一段长为l的通电直导线，设每米导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量都是q，设它们的定向移动速度大小为v.现加一匀强磁场，其方向垂直于直导线，磁感应强度为B，则磁场对这段导线的作用力为（   ）
A．BvqlB．nqBl/vC．nqBlvD．qvBl/n
如图15-3-8所示，一位于xOy平面内的矩形线圈只能绕Ox轴转动，线圈的四条边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图所示.当空间加上下列哪种磁场时，线圈会转动起来(    )

图15-3-8
A．方向沿x轴的恒定的磁场B．方向沿y轴的恒定的磁场
C．方向沿z轴的恒定的磁场D．方向沿z轴的变化的磁场
如图所示是一种电磁泵的原理图，截面为矩形的导管PQ是运送导电液体用的，它的截面长为A．宽为b．导管的上、下两面有两块导体C．D，处于相对的位置，分别与电源的正、负极相连，通过的电流大小为I．导管的其他部分都是绝缘的．导管的通电部分位于匀强磁场中，磁场的方向与电流方向垂直，水平向右，大小为B，磁场区域的宽度为l．设液体在导管内流动时受到的阻力f的大小跟液体的流动速度v成正比，比例系数为k(即f=kv)．

(1)导管内导电液体向哪个方向流动，稳定的流动速度v0多大？
(2)已知导管内液体单位体积内的参与导电的自由电荷的数目为n、每个自由电荷的电荷量为q．求参与导电的自由电荷定向移动的平均速率．
 

（1）如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下，请判断滑块K的线圈中感应电流的方向，并计算感应电流的大小；
（2）如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下，为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过Fm，求缓冲车运动的最大速度；
（3）如果缓冲车以速度v匀速运动时，在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C，滑块K与物体C相撞后粘在一起，碰撞时间极短。设m1=m2=m3=m，在cd边进入磁场之前，缓冲车（包括滑块K）与物体C已达到相同的速度，求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。
如图所示，水平放置的长直导体框架宽L=0.5m，框架上接一电阻R=1.5Ω，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T，导体AB可无摩擦沿框架滑动，AB电阻r=0.5Ω，当以速度V=8.0m/s向右运动时。

求：(1)电阻R的功率P
(2)维持导体AB匀速运动的外力大小F
.如图所示，质量为m的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平的导轨滑行，两轨间距为L，导轨一端与电阻R连接，放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。杆从x轴原点O以大小为v0的水平初速度向右滑行，直到停下。已知杆在整个运动过程中速度v和位移x的函数关系是：v＝v0－。杆与导轨的电阻不计。

（1）试求杆所受的安培力F随其位移x变化的函数式；
（2）分别求出杆开始运动和停止运动时所受的安培力F1和F2；
（3）证明杆在整个运动过程中动能的增量DEk等于安培力所做的功W；
（4）求出电阻R所增加的内能DE。

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