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        1. 如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,軌道間距為0.2m,金屬桿ab的質(zhì)量為0.1kg,電容器電容為0.5F,耐壓足夠大,為理想電流表,導(dǎo)軌與桿接觸良好,各自的電阻忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T,方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)用水平外力F拉ab向右運(yùn)動(dòng),使電流表示數(shù)恒為0.5A.
          (1)求t=2s時(shí)電容器的帶電量
          (2)說明金屬桿做什么運(yùn)動(dòng)
          (3)求t=2s時(shí)外力做功的功率.

          【答案】分析:(1)根據(jù)電流的定義式:,求出t=2s時(shí)電容器的帶電量;
          (2)要說明金屬桿做什么運(yùn)動(dòng),就要求出金屬桿的加速度的表達(dá)式,看看加速度是否是恒量,再根據(jù)加速度的情況來判斷;
          (3)要根據(jù)功率的公式P=Fv求t=2s時(shí)外力做功的功率,首先要根據(jù)牛頓第二定律求出金屬桿受到的拉力.
          解答:解:(1)由,Q=I?t=0.5×2=1C
          (2)設(shè)桿某時(shí)刻的速度為v,此時(shí)電容器的電壓U=Blv
          電容器的電量Q=C?U=CBlv


          電流恒定,a恒定,即金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
          (3)
          由牛頓第二定律得:F-BIl=ma
          F=BIl+ma=1.05N
          vt=at=10×2=20m/s
          由公式P=F?vt=1.05×20=21W
          答:(1)t=2s時(shí)電容器的帶電量是1C;
          (2)金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng);
          (3)t=2s時(shí)外力做功的功率是21W.
          點(diǎn)評(píng):該題考查電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用,涉及到電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律和電路的知識(shí),綜合性較強(qiáng),要求的能力比較高.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          (2011?徐州一模)如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌問距為L=1m,兩導(dǎo)軌的,上端間接有電阻,阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計(jì)的金屆桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:
          (1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
          (2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
          (3)金屬桿下落0.3m的過程中,通過電阻R的電荷量q?

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          科目:高中物理 來源: 題型:021

          如圖所示, MN、PQ為兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌平行且水平放置, ab、cd兩根金 屬棒平行放置在導(dǎo)軌上, 導(dǎo)軌處在足夠大的勻強(qiáng)磁場中, 磁感線方向豎直向上. 若給cd棒一個(gè)水平向右沖力, cd棒向右以速度v運(yùn)動(dòng), 在后來的運(yùn)動(dòng)中關(guān)于ab棒 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和cd棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 正確的說法是

          [  ]

          A. ab棒將向左做加速運(yùn)動(dòng)

          B. cd棒將向右做加速運(yùn)動(dòng)

          C. ab棒向右做加速運(yùn)動(dòng), 直到ab與cd速度相等為止    

          D. cd棒做減速運(yùn)動(dòng), 直到cd與ab速度相等為止

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,兩等大的平行金屑板相距為d=2.50m,板間有一內(nèi)壁光滑的硬塑料管處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.43T的勻強(qiáng)磁場中,管內(nèi)有一半徑可以忽略不計(jì)的帶電小球,球的質(zhì)量為m=12.0g,電荷量為q=0.100C.板的右側(cè)有一邊長為L=1.00m的正方形線圈,線圈在同樣的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電壓經(jīng)過一理想的整流(將交流變成直流)裝置后,輸出的恒定電壓等于該交變電壓的有效值。兩金屬板間未加電壓時(shí),小球在管中沿逆時(shí)針方向做變速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v=8.00m/s,此時(shí)球?qū)鼙诘膲毫榱悖裟硶r(shí)刻將整流裝置輸出后的直流電壓加在兩金屬板間,此后小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),求(線圈電阻不計(jì),g取10m/s2

          (1)兩板間未加電壓時(shí),小球在管的最左端受到管壁作用力的大小和方向;

          (2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字.)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,一根質(zhì)量為的金屬棒水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導(dǎo)軌上,并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)軌下端接一阻值為的電阻,其余電阻不計(jì)。在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨豎直方向變化,變化規(guī)律,為大于零的常數(shù)。質(zhì)量為的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上,并通過輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細(xì)繩與金屬相連接。當(dāng)金屬棒沿軸方向從位置由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度恰好為0。不計(jì)空氣阻力,斜面和磁場區(qū)域足夠大,重力加速度為。求:

             (1)金屬棒上升時(shí)的速度;

             (2)金屬棒上升的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;

             (3)金屬棒上升的過程中,通過金屬棒橫截面的電量。

           

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          科目:高中物理 來源:2012年江蘇省徐州市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

          如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌問距為L=1m,兩導(dǎo)軌的,上端間接有電阻,阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計(jì)的金屆桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:
          (1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)速度多大?下落了0.3m時(shí)速度為多大?
          (2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
          (3)金屬桿下落0.3m的過程中,通過電阻R的電荷量q?

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