如圖所示,半徑為 r、電阻不計的兩個半圓形光滑導(dǎo)軌并列豎直放置,導(dǎo)軌端口所在平面剛好水平。在軌道左上方端口M、N 間接有阻值為R 的小電珠,整個軌道處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中,兩導(dǎo)軌間距為L,現(xiàn)有一質(zhì)量為 m,電阻也是R 的金屬棒ab 從MN 處由靜止釋放,經(jīng)一定時間到達(dá)導(dǎo)軌最低點,此時速度為 v 。

(1)求金屬棒 ab 到達(dá)時,受到的安培力的大小和方向。

(2)求金屬棒 ab 從MN 到的過程中,小電珠上產(chǎn)生的熱量。

 

【答案】

 (1),方向水平向左(2)小電珠上產(chǎn)生的熱量

【解析】

試題分析:

(1)根據(jù)右手定則可判電流方向,再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向,對棒受力分析.

(2)根據(jù)能量守恒計算:金屬棒減少的重力勢能轉(zhuǎn)換為電路的電能和金屬棒的動能.

解:(1)由右手定則可判:電流方向由N到M,由左手定則可知ab棒收到的安培力F,方向水平向左

在最低點ab棒切割磁力線產(chǎn)生的電動勢為:E=BLv…①

由閉合電路歐姆定律得: …②

由F=BIL,聯(lián)立①②可得.

(2)在ab棒下滑的過程中設(shè)小燈泡上產(chǎn)生的熱量為Q,則整個電路上產(chǎn)生的熱量為2Q,

由能量守恒定律得:.

解得:.

考點:導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢;安培力電磁感應(yīng)與電路結(jié)合

 

練習(xí)冊系列答案
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(2006?淮北模擬)如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置.兩個質(zhì)量均為m的小球a、b以不同的速度進(jìn)入管內(nèi),a通過最高點A時,對管壁上部的壓力為3mg,b通過最高點A時,對管壁下部的壓力為0.75mg,求a、b兩球落地點間的距離.

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(1)小球通過軌道最高點時速度的大小;
(2)小球通過軌道最低點時角速度的大;
(3)小球通過軌道最低點時受到軌道支持力的大。

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如圖所示,半徑為R的圓筒繞豎直中心軸OO′轉(zhuǎn)動,小物塊A靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒的動摩擦因數(shù)為μ(認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),現(xiàn)要使A不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω至少為( 。

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如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管道豎直放置,質(zhì)量為m的小球以某一速度進(jìn)入管內(nèi),小球通過最高點P時,對管壁的壓力為0.5mg.求:
精英家教網(wǎng)
(1)小球從管口P飛出時的速率;
(2)小球落地點到P點的水平距離.

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精英家教網(wǎng)如圖所示,半徑為R,質(zhì)量不計的圓盤盤面與地面相垂直,圓心處有一個垂直盤面的光滑水平固定軸O,在盤的最右邊緣處固定一個質(zhì)量為m的小球A,在O點的正下方離O點R/2處固定一個質(zhì)量也為m的小球B,放開盤讓其自由轉(zhuǎn)動,問:
(1)A球轉(zhuǎn)到最低點時線速度為多大?
(2)在轉(zhuǎn)動過程中半徑OA向左偏離豎直方向的最大角度是多少?

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