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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平固定放置,MO間接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌相距為L,其問有豎直向下的勻強磁場.質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體捧CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.現(xiàn)用平行于MN向右的水平力拉動CD從靜止開始運動,拉力的功率恒定為P,經(jīng)過時問t導(dǎo)體捧CD達到最大速度v,不計空氣阻力.求:
          (1)磁感應(yīng)強度B的大;
          (2)該過程中電阻R上所產(chǎn)生的焦耳熱.
          分析:(1)導(dǎo)體棒CD的拉力功率恒定,CD棒先做加速度變小的加速運動,后做勻速運動,速度達到最大.由力平衡和電磁學(xué)知識求出B.
          (2)經(jīng)過時問t,拉力做功為 Pt,根據(jù)能量守恒定律求出整個電路產(chǎn)生的熱量.由電路的連接方式,求得電阻R上所產(chǎn)生的焦耳熱.
          解答:解:(1)導(dǎo)體棒CD達到最大速度時,開始做勻速運動,所以拉力與安培力大小相等,則有
            F=F=
          P
          v

          又感應(yīng)電流為  I=
          E
          R+r

          感應(yīng)電動勢為  E=BLv
          CD所受的安培力大小為  F=BIL
          聯(lián)立解得:B=
          1
          Lv
          P(R+r)

          (2)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系有:
            Pt=Q+
          1
          2
          m
          v
          2
          0

          根據(jù)焦耳定律得:
          R
          r
          =
          QR
          Qr

           又 QR+Qr=Q
          聯(lián)立解得:QR=
          R
          R+r
          (Pt-
          1
          2
          mv2

          答:
          (1)磁感應(yīng)強度B的大小為
          1
          Lv
          P(R+r)

          (2)該過程中電阻R上所產(chǎn)生的焦耳熱為
          R
          R+r
          (Pt-
          1
          2
          mv2
          ).
          點評:本題是電磁感應(yīng)中動態(tài)變化分析問題,導(dǎo)體CD的運動情況與汽車恒定功率起動類似.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置.MO間接有阻值為R的電阻.導(dǎo)軌相距為d,有豎直向下的勻強磁場,磁感強度為B.質(zhì)量為m,長為L的導(dǎo)體棒CD的電阻為r,垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F向右拉動CD棒.CD棒受恒定的摩擦阻力f.已知F>f,L>d,求:
          (1)CD棒運動的最大速度是多少?
          (2)當(dāng)CD棒達到最大速度后,電阻R消耗的電功率是多少?
          (3)若在CD棒達到最大速度后的某一時刻撤去恒力F,當(dāng)CD棒滑行S過程中流過電阻R的電量是多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻不計的平行粗糙長金屬導(dǎo)軌固定在一絕緣斜面上,兩相同的金屬棒a、b垂直于導(dǎo)軌放置,且與導(dǎo)軌良好接觸,勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力F作用在a的中點,使其向上運動.在a運動的整個過程中若b始終保持靜止,則它所受摩擦力可能( 。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌MN和OP放置在水平面內(nèi),MO間接有阻值為R=3Ω的電阻,導(dǎo)軌相距d=1m,其間有豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.5T.質(zhì)量為m=0.1kg,電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.用平行于MN的恒力F=1N向右拉動CD,CD受摩擦阻力f恒為0.5N.求:(1)CD運動的最大速度;(2)當(dāng)CD達到最大速度后,電阻R消耗的電功率.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2013?河南模擬)如圖所示,電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ,寬度為l,下端與阻值為R的電阻相連.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運動,滑行到最遠位置a′b′后又下湍.已知導(dǎo)體棒運動過程中的最大加速度為2gsinθ,g為重力加速度,軌道足夠長,則( 。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2012?湛江一模)如圖所示,電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和OP水平放置,MO間接有阻值為R的電阻,兩導(dǎo)軌相距為L,其間有豎直向下的勻強磁場.質(zhì)量為m、長度為L、電阻為R0的導(dǎo)體棒CD垂直于導(dǎo)軌放置,并接觸良好.在CD的中點處用大小為F平行于MN向右的水平恒力啦CD從靜止開始運動s的位移,導(dǎo)體棒CD的速度恰好達到最大速度vm
          (1)試判斷通過電阻R的電流方向;
          (2)求磁場磁感應(yīng)強度B的大小;
          (3)求此過程中電阻R上所產(chǎn)生的熱量.

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          同步練習(xí)冊答案