12.如图9-2-28所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1

=3Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场.现将

质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下

落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,加速度a与下落距离h的关系图象如图9

-2-29所示.求:

图9-2-28   图9-2-29

(1)磁感应强度B

(2)杆下落0.2 m过程中通过电阻R2的电荷量q.

解析:(1)由图象知,杆自由下落距离是0.05 m,当地重力加速度g=10 m/s2

则杆进入磁场时的速度v==1 m/s                ①

由图象知,杆进入磁场时加速度a=-g=-10 m/s2               

由牛顿第二定律得mgFma                  

回路中的电动势EBLv                      

杆中的电流I=                          ⑤

R=                            ⑥

FBIL=                           ⑦

解得B= =2 T                       ⑧

(2)杆在磁场中运动产生的平均感应电动势=            ⑨

杆中的平均电流=                       ⑩

通过杆的电荷量Q=·Δt                      

通过R2的电荷量qQ=0.05 C                     ⑫

答案:(1)2 T (2)0.05 C

11.如图9-2-27所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面

内,间距为l,导轨左端连接一个电阻R.一根质量为m、电阻

r的金属杆ab垂直放置在导轨上.在杆的右方距杆为d

有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强

度为B.对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使

杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后

进入磁场恰好做匀速运动.不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力.求:

(1)导轨对杆ab的阻力大小f

(2)杆ab中通过的电流及其方向;

(3)导轨左端所接电阻R的阻值.

解析:(1)杆进入磁场前做匀加速运动,有

Ffma                              

v2=2ad                               

解得导轨对杆的阻力fF-.                      ③

(2)杆进入磁场后做匀速运动,有Ff+FA                         

ab所受的安培力

FAIBl                                

解得杆ab中通过的电流I=                       ⑥

杆中的电流方向自a流向b                          

(3)杆ab产生的感应电动势EBlv                      

杆中的感应电流I=                           ⑨

解得导轨左端所接电阻阻值R=-r                   

答案:(1)F- (2),方向自a流向b

(3)-r

 0  139168  139176  139182  139186  139192  139194  139198  139204  139206  139212  139218  139222  139224  139228  139234  139236  139242  139246  139248  139252  139254  139258  139260  139262  139263  139264  139266  139267  139268  139270  139272  139276  139278  139282  139284  139288  139294  139296  139302  139306  139308  139312  139318  139324  139326  139332  139336  139338  139344  139348  139354  139362  447348 

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