[题目]如图.水平面上两平行固定放置的金属导轨.间距m.电阻不计.左端连接阻值的电阻.右端连接阻值的小灯泡L.在CDFE矩形区域内有竖直向上.磁感强度T的匀强磁场.CE的宽度m.在AB处有一质量kg.阻值Ω的金属棒PQ.PQ在水平恒力F的作用下从静止开始.先以m/s2的加速度向右运动到磁场边界CD处.接着以某一速度v进入磁场.当运动到EF处撤去力F.� 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，水平面上两平行固定放置的金属导轨，间距m，电阻不计。左端连接阻值的电阻，右端连接阻值的小灯泡L（设小灯电阻保持不变）。在CDFE矩形区域内有竖直向上、磁感强度T的匀强磁场，CE的宽度m。在AB处有一质量kg、阻值Ω的金属棒PQ，PQ在水平恒力F的作用下从静止开始，先以m/s2的加速度向右运动到磁场边界CD处，接着以某一速度v进入磁场，当运动到EF处撤去力F，金属棒最终停止在导轨上。金属棒在磁场内运动的过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，重力加速度，求：

(1)在小灯泡发光时，在图上标出通过小灯的电流方向；

(2)水平恒力F的大小；

(3)金属棒进入磁场时速度v的大小；

(4)金属棒整个运动过程的时间t。

【答案】(1)；(2)2N；(3)1m/s；(4)3s

【解析】

(1)根据右手定则可知，金属棒PQ产生的感应电流方向为，因此流经小灯泡的电流方向如图所示

(2)在金属棒进入磁场前，对其进行受力分析可知金属棒仅受重力、摩擦力以及恒力F。根据牛顿第二定律可得

代入数据解得

(3)根据题目中“金属棒在磁场内运动的过程中，小灯泡的亮度没有发生变化”可知金属棒产生的感应电流在CD到EF恒定不变，根据

可知，在CD到EF金属棒作匀速直线运动，即处于平衡状态，合外力为零，因此

代入数据解得

由于金属棒切割磁感线产生电动势，形成的电路为与并联，再与串联，此时电路的总电阻为

代入数据解得

根据欧姆定理可得

代入数据解得

(4)依题得，设进入磁场前时间为，该过程为匀加速运动，因此有

代入数据可得

设在磁场中运动时间，该过程为匀速直线运动，则有

代入数据可得

设出磁场后运动时间，此时金属棒仅受摩擦力作用，作匀减速直线运动，因此有

根据牛顿第二定律可得

代入数据解得

综上所述，整个运动过程时间

练习册系列答案

名师金手指领衔课时系列答案

期末满分冲刺阶段练习与单元测试系列答案

一线名师提优作业本加期末总复习系列答案

同步训练内蒙古大学出版社系列答案

智慧测评高中新课标同步导学系列答案

新梦想导学练系列答案

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，在电场强度E＝2×103V/m的匀强电场中有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10－9C的正电荷从B移动到M点，再从M点移动到A点，电场力做功为(　　)

A. 1.6×10－7J

B. 1.2×10－7J

C. －1.6×10－7J

D. －1.2×10－7J

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块，已知所有接触面都是光滑的．现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（）

A. Mg+mg

B. Mg+2mg

C. Mg+mg（sinα+sinβ）

D. Mg+mg（cosα+cosβ）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离．然后，接通电源使光源正常工作．

①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________ ；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，测得到条纹间的距离为．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长__________ （保留2位有效数字）．