如圖所示，在坐標(biāo) xoy 平面內(nèi)存在 B =2.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OA 與OCA 為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA 滿足曲線方程，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA 與OCA 相交處的O點(diǎn)和A 點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1  和 R2，其R1  = 4.0Ω、R2  = 12.0Ω。現(xiàn)有一足夠長(zhǎng)、質(zhì)量 m =  0.10 kg 的金屬棒 M N 在豎直向上的外力F 作用下，以v =3.0m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻 R1、R2  外其余電阻不計(jì)，g 取10m/s2，求：

（1）金屬棒 M N 在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的最大值；

（2）外力F 的最大值；

（3）金屬棒 M N 滑過(guò)導(dǎo)軌O C 段，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量。

（1） A

(2) N

（3）  J.


解析:

（1）金屬棒MN沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)金屬棒MN勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大。

金屬棒MN接入電路的有效長(zhǎng)度為導(dǎo)軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長(zhǎng)度為

     Lm=xm=0.5m

      Em=3.0V

      且            

A

(2)金屬棒MN勻速運(yùn)動(dòng)中受重力mg、安培力F安、外力F外作用

    N

   N

（3）金屬棒MN在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

     有效值為 

金屬棒MN滑過(guò)導(dǎo)軌OC段的時(shí)間為t

      m

s 

滑過(guò)OC段產(chǎn)生的熱量       J.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）下列說(shuō)法正確的是
AD
AD
．
A．由紅光和綠光組成的一細(xì)光束從水中射到空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是綠光
B．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏上的某一位置會(huì)時(shí)而出現(xiàn)明條紋時(shí)而出現(xiàn)暗條紋
C．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)向外傳播就形成了電磁波
D．根據(jù)相對(duì)論可知空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
（2）如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一質(zhì)點(diǎn)S，它沿y軸做頻率為10Hz、振幅為2cm的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成的波沿x軸傳播，波速為4m/s，當(dāng)t=0時(shí)，S從原點(diǎn)開(kāi)始沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)．
（1）畫(huà)出當(dāng)S完成第一次全振動(dòng)時(shí)的波形圖；
（2）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間x=1m處的質(zhì)點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

磁聚焦被廣泛的應(yīng)用在電真空器件中，如圖所示，在坐標(biāo)xoy中存在有界的勻強(qiáng)聚焦磁場(chǎng)，方向垂直坐標(biāo)平面向外，磁場(chǎng)邊界PQ直線與x軸平行，距x軸的距離為
2
3
a
3
，邊界POQ的曲線方程為y=
x(a-x)
a2
3
-x2
．且方程對(duì)稱y軸，在坐標(biāo)x軸上A處有一粒子源，向著不同方向射出大量質(zhì)量均為m、電量均為q的帶正電粒子，所有粒子的初速度大小相同均為v，粒子通過(guò)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后都會(huì)聚焦在x軸上的F點(diǎn)．已知A點(diǎn)坐標(biāo)為（-a，0），F(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)為（a，0）．不計(jì)粒子所受重力和相互作用求：
（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與x軸的夾角為多大時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，最長(zhǎng)對(duì)間為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2005?衡陽(yáng)模擬）如圖所示，在坐標(biāo)的第Ⅰ象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，y軸是磁場(chǎng)左側(cè)的邊界，直線OA是磁場(chǎng)右側(cè)的邊界，在第Ⅱ象限y＞0的區(qū)域，有一束帶電量為q的負(fù)粒子（重力不計(jì)）垂直y軸射入磁場(chǎng)，粒子的質(zhì)量為m，粒子在各入射點(diǎn)速度與入射點(diǎn)的y軸坐標(biāo)值成正比，即v=by（b是常數(shù)，且b＞0）．要求粒子穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，都垂直于x軸射出，求：直線OA與x軸的夾角θ多大？（用題中已知物理量符號(hào)表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，能向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶正電粒子．在O點(diǎn)右側(cè)有一半徑為R的圓形薄板，薄板中心O′位于x軸上，且與x軸垂直放置，薄板的兩端M、N與原點(diǎn)O正好構(gòu)成等腰直角三角形．已知帶電粒子的質(zhì)量為m，帶電量為q，速率為v，重力不計(jì)．
（1）要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打到薄板MN上，可在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則場(chǎng)強(qiáng)的最小值E0為多大？在電場(chǎng)強(qiáng)度為E0時(shí)，打到板上的粒子動(dòng)能為多大？
（2）要使薄板右側(cè)的MN連線上都有粒子打到，可在整個(gè)空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過(guò)多少（用m、v、q、R表示）？若滿足此條件，從O點(diǎn)發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，在坐標(biāo)平面的第Ⅰ象限內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E=1.0×103V/m，第Ⅱ象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=0.4T，一荷質(zhì)比為
qm
=1.0×105C/Kg的帶正電粒子，從x軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)，已知P與原點(diǎn)O之間的距離為L(zhǎng)=0.1m，粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)重力．求：
（1）帶電粒子的初速度v0
（2）若帶電粒子的初速度方向不變，大小為原來(lái)的2倍，粒子第三次到達(dá)y軸的位置為N，求粒子從P到N的時(shí)間t和總路程S．（結(jié)果取兩位有效數(shù)）

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