[题目]如图所示.半径为r.间距为L的两根等高光滑的四分之一金属圆弧轨道通过两段较短的光滑绝缘材料与两根足够长且间距也为L的光滑金属平行直导轨和相连(即金属圆弧轨道与.绝缘连接不导电).在轨道顶端连接一阻值为R的电阻.所有轨道电阻不计.整个导轨所处空间有两个有界匀强磁场.相距一段距离不重叠.磁场I左边界在圆弧轨道的最左端.磁感应强度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，半径为r、间距为L的两根等高光滑的四分之一金属圆弧轨道通过两段较短的光滑绝缘材料与两根足够长且间距也为L的光滑金属平行直导轨和相连（即金属圆弧轨道与、绝缘连接不导电），在轨道顶端连接一阻值为R的电阻，所有轨道电阻不计，整个导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场I左边界在圆弧轨道的最左端，磁感应强度大小为B，方向竖直向上；磁场II的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下，现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒a从轨道最高点MN开始，在有拉力作用情况下以速率沿四分之一金属圆弧轨道作匀速圆周运动到最低点PQ处，到达PQ处立即撤去拉力然后滑过光滑绝缘部分进入水平金属轨道，另有一根与a完全相同的金属棒b置于磁场II中的ef处，设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g，求：

（1）在金属棒a沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中通过电阻R的电荷量；

（2）在金属棒a沿四分之一金属圆弧轨道运动过程中电阻R上产生的热量及拉力做的功；

（3）设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场I内运动过程中，金属棒b中产生焦耳热的最大值。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）根据题意可知

（2）在t时刻有：

此为正弦式交变电流，故，

解得，

对导体棒，由动能定理，又，

（3）当金属棒a进入磁场I时，向右做减速运动，b向左加速运动，二者产生感应电动势相反，当时，回路电流为零，二者均匀速，此时b中焦耳热最大。

对a，用动量定理：；对b，用动量定理

解得，

，故

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是（）

A. 在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变

B. 自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的摩擦力减小

C. 自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小

D. 石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即B=（式中k为常数）．如图所示，两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I．在两根导线的连线上有a、b两点，a点为两根直导线连线的中点，b点距电流为I的导线的距离为L．下列说法正确的是（）

A. a点和b点的磁感应强度方向相同

B. a点和b点的磁感应强度方向相反

C. a点和b点的磁感应强度大小比为8：1

D. a点和b点的磁感应强度大小比为16：1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(Hd)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：

（1）如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________ mm.

（2）小球经过光电门B时的速度表达式为________．

（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．

(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，abc为半径为r的半圆，圆心为O，cde为半径为2r的圆弧，两圆孤相切于c点，空间有垂直于纸面向里的匀强磁场。带电微粒1、2分别由a、e两点同时开始沿圆弧运动，经时间t1在c点相碰，碰撞时间很短，碰后结合成个微粒3，微粒3经时间t2第一次到达O点。不计微粒的重力和微粒间的相互作用，则（　　）