圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌,處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌所在的平面(紙面)向里.導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的,距離為l1;c1d1段與c2d2段也是豎直的,距離為l2.x1y1與x2y2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細桿,質(zhì)量分別為m1和m2,它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸.兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R.F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力.已知兩桿運動到圖示位置時,已勻速向上運動,求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率.
 
重力功率的大小:
電阻上的熱功率:
設(shè)桿向上運動的速度為v,因桿的運動,兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少,從而磁通量也減少,由法拉第電磁感應(yīng)定律,回路中的感應(yīng)電動勢的大小

回路中的電流

電流沿順時針方向,兩金屬桿都要受到安培力作用,作用于桿x1y1的安培力為
(方向向上)
作用于桿x2y2的安培力為
(方向向下)
當桿勻速運動時,根據(jù)牛頓第二定律有

解以上各式

作用于兩桿的重力功率的大小

電阻上的熱功率
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

.如圖17-124所示,導(dǎo)軌是水平的,其間距L1=0.5m,ab桿與左端的距離L2=0.8m,由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路電阻為0.2Ω.方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1T,滑輪下掛一重物質(zhì)量為0.04kg,ab桿與導(dǎo)軌的摩擦不計,現(xiàn)使磁場以的變化率均勻地增大,由磁場開始變化起計時,求當時間t為多少時,重物剛好離開地面?(g取10m/s2)

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在xoy平面內(nèi)存在B=2T的勻強磁場,OAOCA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OAOCA相交處的O點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻R1=6Ω和R2=12Ω。現(xiàn)有一長L=1m、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒在豎直向上的外力F作用下,以v=2m/s的速度向上勻速運動,設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好,除電阻R1R2外其余電阻不計,求:
(1)金屬棒在導(dǎo)軌上運動時R2上消耗的最大功率
(2)外力F的最大值
(3)金屬棒滑過導(dǎo)軌OCA過程中,整個回路產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,長L="O." 80 m,電阻r="0." 30Ω,質(zhì)量m="0." 10 kg的金屬棒CD垂直放在水平導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌由兩條平行金屬桿組成,已知金屬桿表面光滑且電阻不計,導(dǎo)軌間距也是L,金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,量程為0~3. 0 A的電流表串聯(lián)接在一條導(dǎo)軌上,在導(dǎo)軌左端接有阻值R="0." 50Ω的電阻,量程為0~1. 0 V的電壓表接在電阻R兩端,垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)以向右恒定的外力F="1.6" N使金屬棒向右運動,當金屬棒以最大速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時,觀察到電路中的一個電表正好滿偏,而另一個電表未滿偏.
(1)試通過計算判斷此滿偏的電表是哪個表;
(2)求磁感應(yīng)強度的大小;
(3)在金屬棒CD達到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后電阻R消耗的電能.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩平行導(dǎo)軌與水平面間的傾角為,電阻不計,間距L=0.3m,長度足夠長,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度B=1T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中.導(dǎo)軌兩端各接一個阻值為R0=2Ω電阻,另一橫跨在導(dǎo)軌間的金屬棒質(zhì)量m=1kg,電阻r=1Ω棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.5,當金屬棒以平行于導(dǎo)軌的向上初速度υ0=10m/s上滑,直至上升到最高點過程中,通過上端電阻電量=0.1C(g取10m/s2),求上端電阻R0產(chǎn)生的焦耳熱?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.2T,磁場寬度L=3m,一個正方形鋁金屬框邊長abl=1m,每邊電阻均為r=0.2Ω,鋁金屬框以v =10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)域,其平面始終保持與磁感線方向垂直,如圖所示,求:
(1)畫出鋁金屬框穿過磁場區(qū)域的過程中,金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的I-t圖象(取順時針電流為正)以及cd兩端點的電壓 Ucd-t圖象。
(2)求此過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

A和B是兩個大小相同的環(huán)形線圈,將兩線圈平行共軸放置,如圖3甲所示,當線圈在A中的電流i1隨時間變化的圖像如圖乙所示時,若規(guī)定電流方向如圖甲所示的方向為正方向,則線圈B中的電流i2隨時間t變化的圖像是圖4中的:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,導(dǎo)軌的端點P、Q用一電阻絲相連,兩導(dǎo)軌間距離L="0." 2 m。有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面,已知磁感應(yīng)強度B與時間t的關(guān)系為,比例系數(shù)k="0." 02 T/s,一電阻不計的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中保持與導(dǎo)軌垂直。t=0時刻金屬桿緊靠PQ端,在外力作用下,桿以加速度a=2從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒,求?i>t="10" s時回路中的瞬時感應(yīng)電動勢的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長.空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則(    )

A.如果B增大,vm將變大                  
B.如果α增大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大                  
D.如果m變大,vm將變大

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