如图*所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30角,上端连接阻...
问题详情:
如图*所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力F, g=10m/s2求:
(1)当t=2s时,外力F1的大小;
(2)当t=3s前的瞬间,外力F2的大小和方向;
(3)请在图*中画出前4s外力F随时间变化的图像(规定F方向沿斜面向上为正);
【回答】
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律;电磁感应中的能量转化.J2 L2 L3
【*解析】(1)0;(2)0.5N,方向沿斜面向下;(3)如图所示.解析:(1)当t=2s时,回路中产生的感应电动势为: E=, B2=1T,应电流为: I=; 根据楞次定律判断可知,ab所受的安培力沿轨道向上; ab棒保持静止,受力平衡,设外力沿轨道向上,则由平衡条件有: mgsin30°-B2IL1-F1=0 可解得:F1=mgsin30°-B2IL1=0.2×10×sin30°-1×1×1=0 (2)当t=3s前的瞬间,由图可知,B3=1.5T,设此时外力沿轨道向上,则根据平衡条件得: F2+B3IL1-mg sin30°=0 则得:F2=mg sin30°-B3IL1=0.2×10×sin30°-1.5×1×1=-0.5N,负号说明外力沿斜面向下. (3)规定F方向沿斜面向上为正,在0-3s内,根据平衡条件有: mgsin30°-BIL1-F=0而B=0.5t(T) 则得:F=mgsin30°-BIL1=0.2×10×sin30°-0.5T×1×1=1-0.5T(N) 当t=0时刻,F=1N.在3-4s内,B不变,没有感应电流产生,ab不受安培力,则由平衡条件得:F=mgsin30°=0.2×10×sin30°N=1N 画出前4s外力F随时间变化的图象如图所示.
【思路点拨】(1)由图知,0-3s时间内,B均匀增大,回路中产生恒定的感应电动势和感应电流,根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出感应电流,由平衡条件求解t=2s时,外力F1的大小.(2)与上题用同样的方法求出外力F2的大小和方向.(3)由B-t图象得到B与t的关系式,根据平衡条件得到外力F与t的关系式,再作出图象.解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律、平衡条件、安培力公式和能量守恒定律等等电磁学和力学规律,得到解析式,再画图象是常用的思路,要多做相关的训练.
知识点:电磁感应单元测试
题型:计算题
-
设复数(是虚数单位),则复数的虚部为( )A. B. C. ...
问题详情:设复数(是虚数单位),则复数的虚部为( )A. B. C. D.【回答】B知识点:数系的扩充与复数的引入题型:选择题...
-
蜡烛燃烧刚熄灭时产生的白*是什么?提出问题:蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白*冒出,它的成分是什么呢?猜想与假设:A...
问题详情:蜡烛燃烧刚熄灭时产生的白*是什么?提出问题:蜡烛刚熄灭时,总会有一缕白*冒出,它的成分是什么呢?猜想与假设:A.白*是燃烧时生成的二氧化碳;B.白*是燃烧时生成的水蒸气;C.白*是石蜡蒸气凝成的石蜡固体小颗粒进行实验:⑴吹灭蜡烛,立即用一个蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白...
-
根据句意及首字母,写出单词,使句子意思完整1.Mym________birthdayisDecember13t...
问题详情:根据句意及首字母,写出单词,使句子意思完整1.Mym________birthdayisDecember13th.2.Ilikep________music.3.Shew________toplaybaseball.4.Thelittleboywantssomec________.5.MissWangiso________musicteacher.6.Doyouwanttoplaywiththedogn________?7.Let'sp_...
-
下列与实验相关的叙述正确的是 A.稀释浓硫*时,应将蒸馏水沿烧杯内壁缓慢地注入浓硫*中B.配制溶液时,若加水...
问题详情:下列与实验相关的叙述正确的是 A.稀释浓硫*时,应将蒸馏水沿烧杯内壁缓慢地注入浓硫*中B.配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度,应用胶头滴管将多余溶液吸出C.配制1mol·L-1300mLNaCl溶液可以选择一个50mL的容量瓶和一个250mL的容量瓶D.可以用右图装置进行*气的...
相关文章
- 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为1m,导轨平面与水平面夹角θ=30°,导轨上端跨接一定值电...
- 如图,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距为1m,导轨平面与水平面成θ=300角,下端连接阻...
- 如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=370角,下端连接...
- 如图6所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d,导轨平面与水平面的夹角θ=30°,导轨电阻不计,磁...
- 如图所示,两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=30°固定,导轨间距离为L=1m,电阻不计,一个阻值为...
- 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=1m,导轨底端接有阻值为0....
- 如图*所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=2m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻...
- 如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角θ=30°,导轨电阻不计。磁感应强...
- 如图所示,在匀强磁场中倾斜放置电阻不计的两根平行光滑金属导轨,金属导轨与水平面成θ=37°角,平行导轨间距L=...
- 如图1所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨的下端接有电阻。当导轨...