電磁感應(yīng)滑桿問題-資料下載頁
2025-03-25 06:22本頁面
【正文】 電壓表讀數(shù)為U=，棒L2的加速度多大？（2）棒L2能達到的最大速度vm.（3）若固定L1，當棒L2的速度為，且離開棒L1距離為s的同時，撤去恒力F，為保持棒L2作勻速運動，可以采用將B從原值（B0=）逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間變化（寫出B與時間t的關(guān)系式）？（1）∵L1與L2串聯(lián) ∴流過L2的電流為：I=A ①L2所受安培力為F′=BdI= ② m/s2 ③評分標準：①②③式每式各2分.（2）當L2所受安培力F安=F時，棒有最大速度vm，=Bd Im ④Im= ⑤ F安=F ⑥ 由④⑤⑥式得vm=m/s ⑦評分標準：④⑤⑥式每式1分，⑦式2分.（3）要使L2保持勻速運動，必須回路中磁通量保持不變，設(shè)撤去恒力F時磁感應(yīng)強度為B0，t時磁感應(yīng)強度為Bt，則B0ds=Btd（s+vt） ⑧ （2分） ⑨ （2分）9. 如圖所示，有上下兩層水平放置的平行光滑導軌，間距是L，上層導軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿ST，下層導軌末端緊接著兩根豎直平面內(nèi)的半徑為r的光滑絕緣半圓形軌道，在靠近半圓形軌道處擱置一根質(zhì)量也是m，電阻也是R的金屬桿AB。上下兩層平行導軌所在區(qū)域里有一個豎直向下的勻強磁場。當閉合開關(guān)S后，當有電荷量q通過金屬桿AB時，桿AB滑過下層導軌，進入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點D′F′后滑上上層導軌。設(shè)上下兩層導軌都是夠長，電阻不計。⑴求磁場的磁感應(yīng)強度⑵求金屬桿AB剛滑到上層導軌瞬間，上層導軌和金屬桿組成的回路中的電流⑶問從AB滑到上層導軌到具有最終速度這段時間里上層導軌回路中有多少能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能？解：⑴開關(guān)閉合后，有電流通過AB棒，在安培力F作用下獲得加速度，離開下層 軌道時速度為v0，由動量定理，得 ⑴AB棒在半圓軌上運動時，機械能守恒，則 ⑵AB棒在半圓軌最高點時，由牛頓第二定律得 ⑶聯(lián)解⑴⑵⑶式，得： ⑵AB滑入上層軌道瞬間的速度為； 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為 回路中電流 ⑶當兩桿速度相等時，回路中磁通量不變化，電流為零，兩桿作勻速直線運動，達到最終速度v，由動量守恒定律，得：由能量關(guān)系，得：10. 如圖2—10所示，足夠長的兩根相距為0．5m的平行光滑導軌豎直放置，導軌電阻不計，磁感應(yīng)強度B為0．8T的勻強磁場的方向垂直于導軌平面。兩根質(zhì)量均為0．04kg、電阻均為0．5Ω的可動金屬棒ab和cd都與導軌接觸良好，導軌下端連接阻值為1Ω的電阻R，金屬棒ab用一根細繩拉住，細繩允許承受的最大拉力為0．64N。現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下，直至細繩剛被拉斷，此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0．2J，求： ?。?）此過程中ab棒和cd棒產(chǎn)生的熱量； （2）細繩被拉斷瞬時，cd棒的速度v?！ 。?）細繩剛要被拉斷時，cd棒下落的高度h。 標準答案：（1） （2）（豎直向下） （3） 提示：（1） （2） （3） h=11. 如圖所示，兩條光滑平行導軌相距為L，被固定在與水平面成θ的絕緣斜面上，導軌的電阻忽略不計。ab、cd是橫放在導軌上的直導線，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R。整個裝置處于垂直于導軌所在平面向下的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B?，F(xiàn)直導線ab在平行于導軌向上的恒定拉力作用下沿導軌向上勻速運動，直導線cd處于靜止狀態(tài)，求作用在ab上的恒定拉力的功率。解答：ab向上運動，ab中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流的方向為b a c d b，cd受到沿斜面向上的安培力，并且處于靜止狀態(tài)，設(shè)電路中的電流為I，則有 設(shè)ab向上運動的速度為v，則有 北京學海樂苑教育研究中心 物理參考答案 6ab受到沿斜面向下的安培力，設(shè)恒定拉力為F，則有 由式可得F的功率 12. 如圖所示，aa/、bb/為在同一水平面內(nèi)的兩條相距為d的平行長直金屬導軌，其上平行地靜置有兩根可在導軌上無摩擦滑動的金屬棒A和B，兩金屬棒的質(zhì)量均為rn，電阻均為R，棒與導軌接觸良好，其他電阻不計，兩導軌間有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，其方向垂直導軌平面豎直向下．今在極短時間對金屬棒A施加一個水平向右的沖量I0，從而使兩棒在導軌平面上運動，最終A、B兩棒剛好相碰．在整個過程中，求： (1) 在每根棒上產(chǎn)生的熱量； (2) 流過每根棒上的電量q； (3) A、B兩棒最初的距離x．17
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