练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示．t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．
    已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为l，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g．求：
    （1）区域I内磁场的方向；
    （2）通过cd棒中的电流大小和方向；
    （3）ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离；
    （4）ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生总的热量．（结果用B、l、θ、m、R、g表示）

    【答案】分析：（1）II内磁场均匀变化因此在回路中形成感应电流，根据楞次定律判断出流过cd的电流方向，然后根据平衡求出cd棒所受安培力方向，进一步根据左手定则判断磁场方向．
    （2）根据导体棒处于平衡状态可知，安培力等于重力沿导轨向下分力，由此可求出通过cd棒中的电流大小和方向．
    （3）棒ab进入II区域前后回路中的电动势不变，即磁场变化产生电动势与导体切割磁感线产生电动势相等，据此求出导体棒进入II时速度大小，然后根据导体棒匀加速下滑的特点即可求出结果．
    （4）回路中电流恒定，根据Q=EIt可求出结果．
    解答：解：（1）由楞次定律可知，流过cd的电流方向为从d到c，cd所受安培力沿导轨向上，故由左手定则可知，I内磁场垂直于斜面向上．
    故区域I内磁场的方向垂直于斜面向上．
    （2）cd棒平衡，所以有：BIl=mgsinθ
    故解得：I=，电流方向d→c．
    故通过cd棒中的电流大小I=，电流方向d→c．
    （3）前、后回路感应电动势不变，=Blvx，即有：=Blvx，
    解得：l=vxtx                                                        
    ab棒进入区域Ⅱ之前不受磁场力的作用，做匀加速直线运动，
    S1=（0+v）tx=0.5l          
    故ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离为0.5l．                                   
    （4）ab棒进入区域Ⅱ后作匀速直线运动，t2=tx，总时间：
    t总=tx+t2=2tx
    电动势：E=Blvx不变
    总热量：Q=EIt总=2mgvxtxsinθ=2mglsinθ
    故回路中产生总的热量为：Q=2mglsinθ．
    点评：解决这类问题的关键是弄清电路结构，正确分析电路中的电流以及安培力的变化情况．
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图（a）所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域I内有方向垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图（b）所示．t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量未知、阻值为r，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g．求：
    （1）ab棒进入区域Ⅱ之前cd棒上的感应电流的方向及大小
    （2）ab棒进入区域Ⅱ时的速度大小及进入时刻tx
    （3）ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图（a）所示，间距为L电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示．t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．又已知cd棒的质量为m，区域Ⅱ沿斜面的长度也是L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g．求：
    （1）通过cd棒中的电流大小和区域I内磁场的方向
    （2）ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离s；
    （3）ab棒从开始到下滑至EF的过程中，回路中产生的总热量．（结果均用题中的已知量表示）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?虹口区二模）如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示．t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．
    已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为l，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g．求：
    （1）区域I内磁场的方向；
    （2）通过cd棒中的电流大小和方向；
    （3）ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离；
    （4）ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生总的热量．（结果用B、l、θ、m、R、g表示）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下区域I区域Ⅱ有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示．t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．
    已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g．求：
    （1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；
    （2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率；
    （3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离；
    （4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010-2011学年浙江省高三高考全真压轴考试（理综）物理试题 题型：计算题

    如图（a）所示，间距为L电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。

    已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

    （1）区域I内磁场的方向；

    （2）通过cd棒中的电流大小和方向；

    （3）ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离；

    （4）ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生总的热量。（结果用B、L、θ、m、R、g表示）

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案