题目内容
8.如图所示,竖直金属框架上端连接一个电容器,电容器电容为C=0.01F,在与电容器不远处有一个金属棒,其质量为m=0.001kg,整个装置置于磁感应强度为B=$\sqrt{2}$T的匀强磁场中,金属棒及框架电阻不计,金属棒从静止释放,求其速度达到v=20m/s时,所需要的时间.分析 导体棒向下运动的过程中切割磁感线产生电动势,该电动势给电容器充电,然后结合闭合电路的欧姆定律以及q=CU以及牛顿第二定律即可求出.
解答 解:对回路中产生的电流为:I=$\frac{q}{t}$…①
通过电容器的电量为:q=C△U…②
由法拉第电磁感应定律得:
△U=BL△v…③
△v=a•△t…④
由牛顿第二定律得:
Mg-F=ma
联立①②③④得:a=$\frac{mg}{{B}^{2}LC+m}$
代入数值得:a=5m/s2
由公式V=at代入数据得:
t=4s
答:所需的时间是4s.
点评 该题属于导体棒切割磁感线与电容器充电象结合的题目,可以由牛顿第二定律分析受力与棒的速度关系,也可以由动量定理分析受力与棒的速度关系.
练习册系列答案
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13.如图所示,在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业.为了节省救援时间,在消防车前进的过程中,人同时相对梯子(与消防车的夹角固定不变)匀速向上运动.从地面上来看消防队员的运动,下列说法正确的是( )
A. | 当消防车匀速前进时,消防队员一定做曲线运动 | |
B. | 当消防车匀速前进时,消防队员一定做直线运动 | |
C. | 当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀速直线运动 | |
D. | 当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动 |
14.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω.要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上( )
A. | 串联一个9.5kΩ的电阻 | B. | 并联一个10kΩ的电阻 | ||
C. | 串联一个10kΩ的电阻 | D. | 并联一个9.5kΩ的电阻 |
13.甲图中a、b是电流相等的两直线电流,乙图中c、d是电荷量相同的两正点电荷,O为两电流(或电荷)连线的中点,在O点正上方有一电子,以极小的速度v射向O点,不计重力.关于电子的运动,下列说法正确的是( )
A. | 甲、乙图中O点的磁感应强度和电场强度都为零 | |
B. | 甲图中的电子做匀速直线运动,乙图中的电子做往复运动 | |
C. | 乙图中的电子在向O点运动的过程中,加速度一定在减小 | |
D. | 乙图中的电子在O点动能最大,电势能最小 |
17.如图所示,R是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小.理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220$\sqrt{2}$sin 100πt(V),则( )
A. | 电压表的示数为22$\sqrt{2}$ V | |
B. | 在天逐渐变黑的过程中,电流表A2的示数变小 | |
C. | 在天逐渐变黑的过程中,电流表A1的示数变大 | |
D. | 在天逐渐变黑的过程中,理想变压器的输入功率变小 |