當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年江西省吉安市萬(wàn)安實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二（下）期中物理試卷> 試題詳情

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的局部勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R₀=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)。（已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。局部勻強(qiáng)磁場(chǎng)全部覆蓋導(dǎo)體棒ab,但未覆蓋電源。）
（1）求靜止時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力F_安大小和摩擦力f大?。?br />（2）若將導(dǎo)體棒質(zhì)量增加為原來(lái)兩倍，而磁場(chǎng)則以恒定速度v₁=30m/s沿軌道向上運(yùn)動(dòng)，恰能使得導(dǎo)體棒勻速上滑。（局部勻強(qiáng)磁場(chǎng)向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終覆蓋導(dǎo)體棒ab,但未覆蓋電源。）求導(dǎo)體棒上滑速度v₂；
（3）在問(wèn)題（2）中導(dǎo)體棒勻速上滑的過(guò)程，求安培力的功率P_安和全電路中的電功率P_電。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類(lèi)問(wèn)題；電功和電功率的計(jì)算；安培力的概念．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：423引用：2難度：0.3

相似題

1．如圖甲所示，兩根相距為L(zhǎng)的長(zhǎng)直光滑導(dǎo)軌，固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間連接著阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿垂直于導(dǎo)軌放置并與兩導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)金屬桿和導(dǎo)軌的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。金屬桿在水平拉力作用下向右做直線運(yùn)動(dòng)，位移大小與速率平方的關(guān)系如圖乙所示。則（　　）

A．金屬桿的加速度大小為

B．金屬桿所受安培力的大小與速率成反比

C．金屬桿在x₀處所受的拉力大小為

D．速率從v₀增大到2v₀的過(guò)程中，金屬桿的位移大小為3x₀

發(fā)布：2024/11/8 22:0:1組卷：59引用：1難度：0.3

解析

2．如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。長(zhǎng)為l的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓環(huán)的A點(diǎn)和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g,不計(jì)其他電阻和摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為
1
2
B
r
2
ω
B．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為
2
gd
B
r
2
ω
C．電阻消耗的電功率為
π
B
2
r
4
ω
2
R
D．電容器所帶的電荷量為CBlω
發(fā)布：2024/11/8 18:30:1組卷：125引用：2難度：0.5
解析
3．如圖甲所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ彼此平行，相距L=0.5m,與水平面成θ=37°角放置，在導(dǎo)軌的上部接有一滑動(dòng)變阻器，其最大阻值R=10Ω．一根質(zhì)量為m=50g、電阻r=2Ω的直導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置且與導(dǎo)軌接觸良好．在圖示的矩形虛線區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)始終以速度v₀在矩形虛線區(qū)域內(nèi)沿著導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)滑片滑至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)體棒恰能在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)．金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中總能保證金屬棒處于磁場(chǎng)中．設(shè)軌道足夠長(zhǎng)，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．

（1）求磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度v₀是多大？
（2）現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值迅速變?yōu)?Ω，求導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小及該過(guò)程中安培力的最大功率．
（3）若將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至某處后導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度用符號(hào)v表示，此時(shí)對(duì)應(yīng)電路的總電阻用符號(hào)R_總表示，請(qǐng)推導(dǎo)速度v隨總電阻R_總變化的關(guān)系式，并在圖乙中準(zhǔn)確地畫(huà)出此情況下的v-R_總圖象．
發(fā)布：2024/11/3 8:0:2組卷：211引用：2難度：0.1
解析

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