如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不...
问题详情:
如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
【回答】
(1)cd棒匀速运动时速度最大,设为vm,棒中感应电动势为E,电流为I,
感应电动势:E=BLvm,电流:I=,(2分)
由平衡条件得:mgsinθ=BIL,代入数据解得:vm=1m/s;(2分)
(2)设cd从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t,通过的距离为x,cd棒中平均感应电动势为E1,平均电流为I1,通过cd棒横截面的电荷量为q,
由能量守恒定律得:mgxsinθ=mvm2+2Q,(2分)
电动势:E1=,电流:I1=,电荷量:q=I1t,(2分)
代入数据解得:q=1C;(1分)
(3)设cd棒开始运动时穿过回路的磁通量为Φ0,cd棒在倾斜轨道上下滑的过程中,设加速度大小为a,经过时间t通过的距离为x1,穿过回路的磁通量为Φ,cd棒在倾斜轨道上下滑时间为t0,则:Φ0=B0L,(1分)
加速度:a=gsinθ,位移:x1=1/2(at2)(2分)
Φ=BL(﹣x1),=1/2(at02)(2分)
解得:t0=s,
为使cd棒中无感应电流,必须有:Φ0=Φ,(2分)
解得:B= (t<s);(2分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题
-
默写古诗名句,并写出相应的作家、篇名。(12分)①像野马在平原上奔驰,像 ,...
问题详情:默写古诗名句,并写出相应的作家、篇名。(12分)①像野马在平原上奔驰,像 ,像 。②五岭逶迤腾细浪, 。(*《七律·长征》)...
-
AnnaCraig,11,hasapaperdollcoveredwithstickers(标签).Ea...
问题详情: AnnaCraig,11,hasapaperdollcoveredwithstickers(标签).Eachstickerislabeledwithawordsuchascreative,cheerful,smartorkind.“Wechoosestickersthatbestdescribeusandputthemonourdolls,"explainsAnna."Allthesewordsarewhatmakesmebeautiful!...
-
设,若,则a=( )A.-1 B.0 C.2 D.3
问题详情: 设,若,则a=( )A.-1 B.0 C.2 D.3【回答】D知识点:导数及其应用题型:选择题...
-
可吸入颗粒物(指空气动力学直径小于10微米的颗粒物,表示为PM10。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微...
问题详情:可吸入颗粒物(指空气动力学直径小于10微米的颗粒物,表示为PM10。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物)是*市大气的一种主要污染物,它们虽然在大气中的含量很少,但是它对环境和人体的危害都很大。回答3-4题。3.读*市2003年1月16...
相关文章
- 如图所示,两条相互平行的光滑金属导轨,相距l=0.2m,左侧轨道的倾斜角θ=30°,右侧轨道为圆弧线,轨道端点...
- 如图所示,倾角为、宽度为、长为的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻,倾斜导轨置于垂直导轨平面...
- 如图,足够长的光滑导轨倾斜放置,导轨宽度为l,下端与电阻R连接,其它电阻不计,匀强磁场垂直于导轨平面向上.若金...
- 如图所示,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的斜面上,导轨宽度为L,导轨下端接有电阻R,两导轨间存在一方向...
- 如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上,导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长,一宽度为d...
- 如图所示,间距为L的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成:倾斜部分与水平部分平滑相连,倾角为θ,在倾斜导轨顶端连...
- 如图*所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L,导轨的电阻忽略不计.整个装置...
- 如图所示,足够长光滑导轨倾斜放置,导轨平面与水平面夹角θ=37°,导轨间距L=0.4m,其下端连接一个定值电阻...
- 如图所示,电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.60m,两导轨间距L=0.5m,导轨倾角为30°,导轨上端ab...
- 如图所示,两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨宽度为L,底端接有电阻R,导轨电阻可忽略不计,斜面处...