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如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和...

如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成θ角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d,现使它由静止开始运动,在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.

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(1)由题,棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动,由E=BLv、、F=BIl推导出安培力与速度关系的表达式,再由平衡条件列式求出速度; (2)从静止开始到ab棒离开磁场的过程整个过程中,ab棒的重力势能减小转化为动能和电能,根据能量守恒定律求解电能. 【解析】 (1)导体棒ab切割磁感线产生的电动势E=BLv  产生的电流为 导体棒受到的安培力为 F=BIl 导体棒出磁场时作匀速运动,受力平衡,即mgsinθ=F 联立解得  (2)由能量转化守恒得E电=EG-EK 即E电== 答: (1)棒ab在离开磁场下边界时的速度是; (2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能是.
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考点分析:
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平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8Ω的电阻,轨道间距L=1m,轨道很长,本身电阻不计.轨道间磁场按如图所示的规律分布,其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2cm,磁感应强度的大小均为B=1T,每段无磁场的区域宽度均为1cm,导体棒ab本身电阻r=1Ω,与轨道接触良好.现使ab以v=10m/s向右匀速运动.求:
(1)当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时,设电流方向从a流向b为正方向,请你在i-t坐标系中画出流过导体棒ab的电流随时间的变化关系图象(至少画出两个周期的图象).
(2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流,求出流过导体棒ab的电流有效值.
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(1)电源电动势E及路端电压U.
(2)电压表读数及灯泡正常发光时的功率PL

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①把滑线变阻器的滑动片P滑到N端,将电阻箱R的阻值调到零;
②闭合电键S,调节滑线变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0V;
③再调节电阻箱R,使电压表的示数为1.5V,读出此时电阻箱R的阻值;
④断开电键S,整理好仪器.
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其中电阻箱应选用______(填“A”或“B”),直流电源应选用______
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B.一直沿x轴负方向
C.在-3m到-4m的过程中沿x轴正方向,在-4m到-5m的过程中沿x轴负方向
D.在-3m到-4m的过程中沿x轴负方向,在-4m到-5m的过程中沿x轴正方向
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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