题目
题型:不详难度:来源:
如图甲所示,CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨,CD=DE=L,∠CDE=60°,CD和DE单位长度的电阻均为r0,导轨处于磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中。 MN是绝缘水平面上的一根金属杆,其长度大于L,电阻可忽略不计。现MN在向右的水平拉力作用下以速度v0。在CDE上匀速滑行。MN在滑行的过程中始终与CDE接触良好,并且与C、E所确定的直线平行。
(1)求MN滑行到C、E两点时,C、D两点电势差的大小;
(2)推导MN在CDE上滑动过程中,回路中的感应电动势E与时间t的关系表达式;
(3)在运动学中我们学过:通过物体运动速度和时间的关系图线(v – t 图)可以求出物体运动的位移x,如图乙中物体在0 – t0。时间内的位移在数值上等于梯形Ov0Pt的面积。通过类比我们可以知道:如果画出力与位移的关系图线(F—x图)也可以通过图线求出力对物体所做的功。
请你推导MN在CDE上滑动过程中,MN所受安培力F安与MN的位移x的关系表达式,并用F安与x的关系图线求出MN在CDE上整个滑行的过程中,MN和CDE构成的回路所产生的焦耳热。
答案
(2)
(3);
解析
由于MN的电阻忽略不计,CD和DE的电阻相等,
所以C、D两点电势差的大小
(2)设经过时间t运动到如图所示位置,此时杆在回路中的长度
电动势
6分
(3)在第(2)题图示位置时,回路中的电阻
回路中的电流
即回路中的电流为一常量。
此时安培力的大小
由于MN在CDE上滑动时的位移
所以
所以安培力的大小随位移变化的图线(F安-x)如图所示
所以在MN在CDE上的整个滑行过程中,安培力所做的功
根据能量的转化和守恒定律
回路中产生的焦耳热Q等于安培力所做的功,即
8分
核心考点
试题【(18分)如图甲所示,CDE是固定在绝缘水平面上的光滑金属导轨,CD=DE=L,∠CDE=60°,CD和DE单位长度的电阻均为r0,导轨处于磁感应强度为B、竖直】;主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,电阻不计的两光滑金属导轨相距L,放在水平绝缘桌面上,半径为R的l/4圆弧部分处在竖直平面内,水平直导轨部分处在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2 m,电阻为r,棒cd的质量为m,电阻为r。重力加速度为g。开始时棒cd静止在水平直导轨上,棒ab从圆弧顶端无初速度释放,进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动,最后两棒都离开导轨落到地面上。棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为1:3。求:
(1)棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小;
(2)棒cd在水平导轨上的最大加速度;
(3)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。
A.线框穿出磁场时的速度v= F0t0/m |
B.线框穿出磁场时的速度v= 3F0t0/m. |
C.匀强磁场的磁感应强度B= |
D.匀强磁场的磁感应强度B= |
A.导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多 |
B.导体AB以相同的加速度向右做匀加速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多 |
C.导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则甲图中外力做功多 |
D.导体AB以相同的速度向右做匀速直线运动且位移相同,则乙图中外力做功多 |
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
(2)金属棒经过多长时间落到地面?
(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
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