当前位置:高中试题 > 物理试题 > 电磁感应 > 如图所示,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整...
题目
题型:模拟题难度:来源:
如图所示,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B。在t=0时刻使a沿导轨向上做速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也做匀速运动。已知d=1 m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5 T,θ=30°,g取10 m/s2,不计两导体棒间的相互作用力。
(1)为使导体棒b能沿导轨向下运动,a的速度v不能超过多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2 m/s的速度沿导轨向上匀速运动,求导体棒b的速度v2的最大值;
(3)在(2)中,当t=2 s时,b的速度达到5.06 m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2 J,求该2s内力F做的功(本小题结果保留三位有效数字)。
答案
解:(1)设a的速度为v1,由于b初态速度为零,则 ①
对b: ②
FA<mgsinθ ③
将①②式代入③式得v1<10 m/s ④
(2)设a的速度为v1,b的速度为v2,回路电流为I
 ⑤
对a:mgsinθ+FA=F,即 ⑥
代入数据得
设b的最大速度为vm,则有
代入数据得vm=8 m/s
(3)对b:mgsinθ-FA=ma,
取任意无限小△t时间
代入数据并求和得,8t-x2=2v2
将t=2 s,v2=5.06 m/s代入上式得x2=5.88m
a的位移x1=v1t=2×2 m=4 m
由功能关系知
代入数据得WF=14.9 J
核心考点
试题【如图所示,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整】;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,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,电阻忽略不计,其右端连接有两个定值电阻R1,R2,开关S处于断开状态,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。一电阻为R3的导体棒在恒定的水平外力F的作用下在导轨上匀速向左运动,运动中导体棒始终与导轨垂直,现将开关S闭合,下列说法正确的是
[     ]
A.刚闭合S的瞬间,导体棒中的电流增大
B.刚闭合S的瞬间,导体棒两端电压增大
C.闭合S后,导体棒做减速运动直到停止
D.闭合S后,导体棒做减速运动直到再一次匀速运动
题型:天津模拟题难度:| 查看答案
如图所示,水平放置的两光滑导轨MN、PQ位于竖直向上的匀强磁场中,导轨电阻不计,质量和电阻阻值完全相同的两根金属棒a和b静止地横放在水平导轨上。现将一水平向右的恒力F作用在棒a上,使两金属棒运动起来,则下列说法中正确的是
[     ]
A.棒a先做加速度减小的加速运动,而棒b先做加速度增大的加速运动,最终两者一起匀速向前运动
B.棒a先做加速度减小的加速运动,而棒b先做加速度增大的加速运动,最终两者以相同的加速度向前加速运动
C.两棒最终以相同的速度运动,且回路的电流不为零
D.两棒最终以相同的加速度共同运动,此后力F所做的功等于两棒动能的增加
题型:专项题难度:| 查看答案
如图所示,水平光滑的平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,质量一定的金属棒在垂直导轨的方向上搁在导轨上。今使棒以一定的初速度向右运动,到位置c时棒刚好静止。设导轨与棒的电阻均不计,a、b与b、c的间距相等,则金属棒在由a→b和由b→c的两个过程中
[     ]
A.棒运动的加速度相等
B.通过棒横截面的电量相等
C.棒运动的速度变化量相同
D.回路中产生的热量相等
题型:专项题难度:| 查看答案
如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上。当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F,使杆ab向右运动进入磁场。一段时间后闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列关于金属杆ab的v-t图象不可能的是
[     ]
A.B.C.D.
题型:专项题难度:| 查看答案
如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。AC端连有电阻值为R的电阻。若将一质量为M,垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段。今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到BD端。(金属棒、导轨的电阻均不计)求:
(1)EF棒下滑过程中的最大速度。
(2)EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?
题型:专项题难度:| 查看答案
版权所有 CopyRight © 2012-2019 超级试练试题库 All Rights Reserved.