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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计,已知金属棒电阻为0.5Ω,质量为0.5kg,ab长为25cm,B=2T(g取10m/s2),将金属棒由静止释放后,求:
(1)刚释放时,金属棒的加速度;
(2)金属棒下滑的最大速度vmax
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度.魔方格
答案
(1)刚释放时,框中没有感电流产生,不受安掊力作用,ab在重力作用下向下运动,
加速度为:
a=
F
m
=
mg
m
=g
=10m/s2
(2)ab将做加速度逐渐减小的加速运动.当F=mg时,加速度为0,做匀速运动,此时速度最大.
∵F=mg,
欧姆定律:I=
E
R

感应电动势:E=BLv
又F=BIL
∴BIL=mg
vmax=
mgR
B2L2

代入数据得:vmax=10m/s
(3)因v=5m/s<vmax=10m/s,所以 F<mg
故:a=
F
m
=
mg-F
m

F=BIL
I=
E
R

E=BLv
得 a=
mg-B
BLv
R
L
m

代入数据得:a=5m/s2
答:(1)刚释放时,金属棒的加速度10m/s2
(2)金属棒下滑的最大速度10m/s;
(3)当速度为5m/s时,棒的加速度5m/s2
核心考点
试题【如图所示,两平行导轨竖直放置,上端用导线相连,金属棒ab两端与导轨相接触,并可保持水平地沿光滑导轨滑动,整个处在方向垂直于导轨平面的匀强磁场中,导轨电阻忽略不计】;主要考察你对共点力的平衡等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ,导轨间距l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上.将甲乙两电阻阻值相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距 l.静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小gsinθ.
1)乙金属杆刚进入磁场时,发现乙金属杆作匀速运动,则甲乙的电阻R各为多少?
2)以刚释放时t=0,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向.
3)乙金属杆在磁场中运动时,乙金属杆中的电功率多少?
4)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.魔方格
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水平桌面上固定两根相距L的足够长的平行光滑金属导轨,导轨左端如图连接一盏阻值为R的小灯泡.垂直导轨放置一根内阻为r的金属棒,金属棒的质量为m,导轨电阻不计.金属棒用绝缘细线通过光滑定滑轮与悬挂于桌外质量为M的重物相连,金属棒可在重物作用下沿导轨平移.整个装置放在一有界匀强磁场中,图中虚线左侧无磁场,右侧磁场方向竖直向上,磁感应强度为B.现将金属棒从静止释放,当金属棒速度达到v0时,刚好进入磁场,此时小灯泡正常发光.此后金属棒做减速运动,最终匀速.求:
(1)金属棒从静止释放到刚进入磁场所运动的时间t.
(2)金属棒刚进入磁场时小灯泡的功率;
(3)金属棒最终做匀速直线运动的速率.魔方格
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如图所示,R1=R2=R3=R4=R,开关S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m,带电荷量为q的小球恰好处于静止状态.开关S断开时,小球向电容器一个极板运动并发生碰撞,碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷.设碰撞过程中没有机械能损失,小球反弹后恰好运动到电容器另一极板,不计电源内阻.求:
(1)电源的电动势.
(2)小球与极板碰撞后的带电量.魔方格
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如图所示,质量为60g的钢棒长为a=20cm,棒两端与长为L=30cm的细软铜线相连,吊在磁感应强度B=0.5T、竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过稳恒电流I后,钢棒向上摆动,最大偏角θ=60°,g取l0m/s2.求:
(1)铜棒中电流I的大小及方向.
(2)铜棒在摆动过程中的最大速度.魔方格
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两条金属导轨上水平放置一根导电棒ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,导电棒质量为1.2kg,长1m.当导电棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感强度的大小.魔方格
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