如圖所示,兩根相距為L的金屬軌道固定于水平面上,導軌電阻不計,一根質(zhì)量為 m、長為 L、電阻為RW#W$W%.K**S*&5^U的金屬棒兩端放于導軌上,導軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)為 µ,棒與導軌的接觸良好.導軌左端連有阻值為2 R 的電阻,在電阻兩端接有電壓傳感器并與計算機相連.有 n 段方向豎直向下、寬度為a、間距為b的勻強磁場(a>b),磁感應強度為 B.金屬棒初始位于 OO′處,與第一段磁場相距2 a


(1)若金屬棒有向右的初速度 v0,為使金屬棒保持v0一直向右穿過各磁場,需對金屬棒施加一個水平向右的拉力,求金屬棒進入磁場前拉力F1 的大小和進入磁場后拉力 F2 的大。

(2)在(1)的情況下,求金屬棒從OO′開始運動到剛離開第 n 段磁場過程中,拉力所做的功;

(3)若金屬棒初速度為零,現(xiàn)對棒施以水平向右的恒定拉力F,使棒穿過各段磁場,發(fā)現(xiàn)計算機顯示出的電壓隨時間做周期性變化,如圖所示.從金屬棒進入第一段磁場開始計時,求整個過程中導軌左端電阻上產(chǎn)生的熱量.

(1)當金屬棒勻速運動時,

進入磁場前,      

進入磁場后,      

                       

解得:        

               (2)金屬棒在磁場外運動過程中,

          

穿過 段磁場過程中,      

所以拉力做功為:

       

               (3)金屬棒進入磁場前,      

穿過第一段磁場過程中,     金屬棒從穿出第一段磁場到進入第二段磁場的過程中,

        

 整個過程中電阻上產(chǎn)生的總熱量為:

解得:  

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?遼寧)如圖所示,兩根相距為l的平行直導軌ab、cd、b、d間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi)).現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v(如圖)做勻速運動.令U表示MN兩端電壓的大小,則( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于勻強磁場中,磁感應強度為B,導軌電阻不計,另兩根與光滑軌道接觸的金屬桿質(zhì)量均為m,電阻均為R,若要使cd桿恰好平衡,且靜止不動,則ab桿應做
向上的勻速直線
向上的勻速直線
運動,ab桿運動速度大小是
2mgR
B
2
 
L2
2mgR
B
2
 
L2
,需對ab桿所加外力的大小為
2mg
2mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根相距為L的豎直固定桿上各套有質(zhì)量為m的小球,小球可以在桿上無摩擦地自由滑動,兩球用長為2L的輕繩相連,今在輕繩中點施加一個豎直向上的拉力F,恰能使兩球沿豎直桿向上勻速運動.則每個小球所受的拉力大小為(重力加速度為g)(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?海淀區(qū)一模)如圖所示,兩根相距為d足夠長的平行光滑金屬導軌位于水平面的xoy平面內(nèi),一端接有阻值為R的電阻.在x>0的一側(cè)存在豎直向下的勻強磁場,磁感應強度為B,一電阻為r的金屬直桿與金屬導軌垂直放置并接觸良好,金屬桿可在導軌上滑動.開始時,金屬直桿位于x=0處,給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度.在運動過程中有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用在金屬桿上,使金屬桿保持大小為a、方向沿x軸負方向的恒定加速度運動.金屬軌道電阻忽略不計.
(1)該回路中存在感應電流的時間多長?
(2)當金屬桿的速度大小為v0/2時,回路中的電流有多大?
(3)若金屬桿質(zhì)量為m,試推導出外力F隨時間t變化的關(guān)系.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩根相距為L的豎直平行光滑金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,導軌電阻不計,另外兩根與上述導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m,ab、cd接入閉合電路的電阻均為R,若要cd靜止不動,可使ab豎直向
 
運動,且速率為
 
.(ab、cd始終水平)

查看答案和解析>>

同步練習冊答案