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两根光滑的长直金属导轨MNMN′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,MM′处接有如图12-16所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q.求:

图12-16

(1)ab运动速度v的大小;

(2)电容器所带的电荷量q.

(1) (2)


解析:

本题是电磁感应中的电路问题,ab切割磁感线产生感应电动势为电源.电动势可由E=Blv计算.其中v为所求,再结合闭合(或部分)电路欧姆定律、焦耳定律、电容器及运动学知识列方程可解得.

(1)设ab上产生的感应电动势为E,回路中的电流为I,ab运动距离s所用时间为t,三个电阻R与电源串联,总电阻为4R,则

E=Blv

由闭合电路欧姆定律有

由焦耳定律有Q=I2(4R)t

由上述方程得

(2)设电容器两极板间的电势差为U,则有U=IR

电容器所带电荷量q=CU

解得

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒导ab,ab与导轨垂直,其电阻为0.02Ω,质量为0.1kg,它在导轨间的长度为1m,导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感强度为0.2T,电路中电阻R的阻值为0.08Ω,其它电阻不计,求:
(1)断开电键K,ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下,由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式.
(2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能.
(3)在上述(2)的情况下,导体棒ab能滑行的最大距离.

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科目:高中物理 来源:2009年上海市宝山区高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

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(1)断开电键K,ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下,由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式.
(2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能.
(3)在上述(2)的情况下,导体棒ab能滑行的最大距离.

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