【題目】如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動過程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B;
(2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v;
(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im

【答案】
(1)解:電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動,安培力與重力平衡,則有BIL=mg ①解得B=

答:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B是 ;


(2)解:感應(yīng)電動勢E=BLv③

感應(yīng)電流I=

由②③④式解得v=

答:電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v是 ;


(3)解:由題意知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,設(shè)最大速度為vm

對于自由下落的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒得:mgh=

感應(yīng)電流的最大值Im= =

代入解得,Im=

答:流經(jīng)電流表電流的最大值Im


【解析】(1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動,安培力與重力平衡,根據(jù)安培力公式可以直接求解磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(2)根據(jù)右手定則先寫出感應(yīng)電動勢的表達(dá)式,再利用歐姆定律求出感應(yīng)電流,代入可求出速度。
(3)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,自由下落的過程,機(jī)械能守恒減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,利用安培力公式求出最大電流。
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的電磁感應(yīng)現(xiàn)象和電磁感應(yīng)與電路,需要了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流;用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向;畫等效電路;運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解才能得出正確答案.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖甲為某同學(xué)測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I﹣U圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖.

(1)根據(jù)電路圖以及相關(guān)參數(shù),選擇好量程,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)驗(yàn)電路連接成完整實(shí)驗(yàn)電路.
(2)開關(guān)S閉合之前,圖乙中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”).
(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示.如果這個(gè)小燈泡兩端所加電壓為1.4V,則小燈泡此時(shí)的電阻是(保留一位小數(shù)).隨著電壓增大,小燈泡的電阻 . (填“增大”,“減小”或“不變”),原因是

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】勻強(qiáng)磁場中有一段長為0.2m的直導(dǎo)線,它與磁場方向垂直,當(dāng)通過2.0A的電流時(shí),受到0.8N的安培力,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是T;當(dāng)通過的電流加倍時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度是T,導(dǎo)線受到的安培力大小為N.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器.當(dāng)R2的滑動觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān)S,此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點(diǎn)向b端移動,則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是( )

A.I1增大,I2不變,U增大
B.I1減小,I2增大,U減小
C.I1增大,I2減小,U增大
D.I1減小,I2不變,U減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道ABC豎直放置,且固定在光滑水平面上,圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上,右端與質(zhì)量為m的小球接觸不拴接,小球的直徑略小于管的內(nèi)徑,長為R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài),具有的彈性勢能為3mgR,其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定,小球離開彈簧后進(jìn)入管道,最后從C點(diǎn)拋出。

1求小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的動能和小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)所受的彈力。

2討論彈簧鎖定時(shí)彈性勢能滿足什么條件,從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電場強(qiáng)度的說法中,正確的是( )
A.公式E= 只適用于真空中點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場
B.由公式E= 可知,電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度E與試探電荷在電場中該點(diǎn)所受的電場力成正比
C.在公式F=k 中,k 是點(diǎn)電荷Q2產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q1處的場強(qiáng)大小;k 是點(diǎn)電荷Q1產(chǎn)生的電場在點(diǎn)電荷Q2處的場強(qiáng)大小
D.由公式E=k 可知,在離點(diǎn)電荷非常靠近的地方(r→0),電場強(qiáng)度E可達(dá)無窮大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形物塊A和楔形物塊B、C疊放在水平地面上,B物塊上表面水平。水平向左的力F作用在B物塊上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),則以下說法正確的是(  )

A. 物塊A的受力個(gè)數(shù)為4個(gè)

B. 物塊B的受力個(gè)數(shù)可能為4個(gè)

C. 地面對物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右

D. 地面對物塊C的支持力小于AB、C三者重力之和

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一豎直光滑絕緣的管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的絕緣彈簧,其下端固定于地面,上端與一質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球A相連,整個(gè)空間存在一豎直向上的勻強(qiáng)電場,小球A靜止時(shí)彈簧恰為原長。另一質(zhì)量也為m的不帶電的絕緣小球B從距AP點(diǎn)由靜止開始下落,與A發(fā)生碰撞后一起向下運(yùn)動(全過程中小球A 的電量不發(fā)生變化,重力加速度為g)。

(1)若已知,試求BA碰撞過程中損失的機(jī)械能;

(2)若未知,且BA在最高點(diǎn)恰未分離,試求A、B運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量;

(3)在滿足第(2)問的情況下,試求A、B運(yùn)動過程中的最大速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為2m/s,振幅A=2cm,M、N是平衡位置相距為3m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖所示,在t=0時(shí),M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動,N位于其平衡位置上方最大位移處,已知該波的周期大于1s,下列說法正確的是_____________。

A.該波的周期為6s

B.t=0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)N正通過平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動

C.t=0t=1s,質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動的路程為2cm

D.t=5.5st=6s,質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動路程為2cm

E.t=0.5s時(shí)刻,處于M、N正中央的質(zhì)點(diǎn)加速度與速度同向

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案