如图(a)所示.固定在倾斜面上电阻不计的金属导轨.间距d=0.5 m.斜面倾角θ=37°.导轨上端连接一阻值为R=4 Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场.磁感应强度B随时间t变化的规律如图(b)所示.CF长为2m.开始时电阻为1 Ω的金属棒ab放在斜面导轨上刚好静止不动.在t=0时刻.金属棒在平行斜面的恒力F作用下.由静止开始沿导轨向上运� 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

如图(a)所示，固定在倾斜面上电阻不计的金属导轨，间距d=0.5 m，斜面倾角θ=37°，导轨上端连接一阻值为R=4 Ω的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图(b)所示，CF长为2m。开始时电阻为1 Ω的金属棒ab放在斜面导轨上刚好静止不动，在t=0时刻，金属棒在平行斜面的恒力F作用下，由静止开始沿导轨向上运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g=10 m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）通过小灯泡的电流强度；
（2）恒力F的大小、金属棒与导轨间的动摩擦因数和金属棒的质量。

解：（1）金属棒未进入磁场时，电路总电阻R_总=R+R_ab=5Ω
回路中感应电动势为：

灯泡中的电流强度为：

（2）因灯泡亮度不变，故在t=4 s末金属棒刚好进入磁场，且做匀速运动，此时金属棒中的电流强度：I=I_L=0.1 A
又因为开始时电阻为1 Ω的金属棒放在斜面导轨上刚好静止不动
mgsinθ=μmgcosθ，μ=tanθ=0.75
恒力大小：F=F_安+2mgsinθ=BId+2mgsinθ=0.1+12m
因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E₂=E₁=0.5 V
金属棒在磁场中的速度：

金属棒未进入磁场的加速度为：

根据牛顿第二定律得：F－2mgsinθ=ma
联立解得m=0.8 kg，F=9.7 N

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：

（2013?通州区二模）如图a所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图b为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（　　）

A．

B．

C．

D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图a所示，固定在水平面内的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆在框架上由静止开始向右滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图b为一段时间内金属杆受到安培力f随时间t的变化关系，则图c中可以表示此段时间内外力F随时间t变化关系的图象是（　　）

A、

B、

C、

D、

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：2011-2012学年吉林省长春十一中高二（上）期中物理试卷（解析版） 题型：选择题

如图a所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架．图b为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则可以表示外力F随时间t变化关系的图象是（）