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(dá)到的最大速度vm.（3）若固定L1，當(dāng)棒L2的速度為，且離開棒L1距離為s的同時(shí)，撤去恒力F，為保持棒L2作勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值（B0=）逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化（寫出B與時(shí)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(biāo)準(zhǔn)：①②③式每式各2分.（2）當(dāng)L2所受安培力F安=F時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)：④⑤⑥式每式1分，⑦式2分.（3）要使L2保持勻速運(yùn)動(dòng)，必須回路中磁通量保持不變，設(shè)撤去恒力F時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)軌，間距是L，上層導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量為m，電阻是R的金屬桿ST，下層導(dǎo)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(dǎo)軌所在區(qū)域里有一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)閉合開關(guān)S后，當(dāng)有電荷量q通過金屬桿AB時(shí)，桿AB滑過下層導(dǎo)軌，進(jìn)入半圓形軌道并且剛好能通過軌道最高點(diǎn)D′F′后滑上上層導(dǎo)軌。設(shè)上下兩層導(dǎo)軌都是夠長，電阻不計(jì)。⑴求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度⑵求金屬桿AB剛滑到上層導(dǎo)軌瞬間，上層導(dǎo)軌和金屬桿組成的回路中的電流⑶問從AB滑到上層導(dǎo)軌到具有最終速度這段時(shí)間里上層導(dǎo)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(shí)速度為v0，由動(dòng)量定理，得 ⑴AB棒在半圓軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能守恒，則 ⑵AB棒在半圓軌最高點(diǎn)時(shí)，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(dòng)勢為 回路中電流 ⑶當(dāng)兩桿速度相等時(shí)，回路中磁通量不變化，電流為零，兩桿作勻速直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最終速度v，由動(dòng)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(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0．8T的勻強(qiáng)磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面。兩根質(zhì)量均為0．04kg、電阻均為0．5Ω的可動(dòng)金屬棒ab和cd都與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌下端連接阻值為1Ω的電阻R，金屬棒ab用一根細(xì)繩拉住，細(xì)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(xì)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； ?。?）細(xì)繩被拉斷瞬時(shí)，cd棒的速度v?！ 。?）細(xì)繩剛要被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度h。 標(biāo)準(zhǔn)答案：（1） （2）（豎直向下） （3） 提示：（1） ?。?） （3） h=11. 如圖所示，兩條光滑平行導(dǎo)軌相距為L，被固定在與水平面成θ的絕緣斜面上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。ab、cd是橫放在導(dǎo)軌上的直導(dǎo)線，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R。整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌所在平面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。現(xiàn)直導(dǎo)線ab在平行于導(dǎo)軌向上的恒定拉力作用下沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，直導(dǎo)線cd處于靜止?fàn)顟B(tài)，求作用在ab上的恒定拉力的功率。解答：ab向上運(yùn)動(dòng)，ab中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電流的方向?yàn)閎 a c d b，cd受到沿斜面向上的安培力，并且處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)電路中的電流為I，則有 設(shè)ab向上運(yùn)動(dòng)的速度為v，則有 北京學(xué)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(dǎo)軌，其上平行地靜置有兩根可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)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(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，其方向垂直導(dǎo)軌平面豎直向下．今在極短時(shí)間對金屬棒A施加一個(gè)水平向右的沖量I0，從而使兩棒在導(dǎo)軌平面上運(yùn)動(dòng)，最終A、B兩棒剛好相碰．在整個(gè)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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