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如图,位于同一水平面上的两根平行导轨间的距离为l,导轨左端连接一个耐压值足够大的电容器,电容器的电容为C,放在导轨上的导体杆cd与导轨接触良好,cd杆在平行导轨平面的水平力作用下由静止开始做匀加速运动,加速度为a,磁感强度为B的匀强磁场垂直导轨平面竖直向下,导轨足够长,不计导轨、导体杆和连接电容器导线的电阻,导体杆的摩擦也可忽略,求导体杆开始运动经过时间t电容器吸收的能量E.

答案:
解析:

  解:cd棒向右匀加速运动时,通过电容C形成充电电流

  解:cd棒向右匀加速运动时,通过电容C形成充电电流

  I==C·Bl·a,

  棒所受安培力F=BIl=B2al2·C

  经t时间电容器吸收的能量即为该过程中克服安培力做的功,所以

  E=F·s=B2a·l2·C··at2

  =B2a2l2Ct2.


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?上海)卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.
(1)(多选题)为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是
CD
CD

(A)减小石英丝的直径
(B)增大T型架横梁的长度
(C)利用平面镜对光线的反射
(D)增大刻度尺与平面镜的距离
(2)已知T型架水平横梁长度为l,质量分别为m和m’的球,位于同一水平面内,当横梁处于力矩平衡状态时,测得m、m’连线长度为r,且与水平横梁垂直,同时测得石英丝的扭转角度为θ,由此得到扭转力矩kθ(k为扭转系数且已知),则引力常量的表达式G=
kθr2
mm′ l
kθr2
mm′ l
.

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如图所示,M1N1与M2N2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨,导轨间距为L磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直,ab与ef为两根金属杆,与导轨垂直且可在导轨上滑动,金属杆ab上有一伏特表,除伏特表外,其他部分电阻可以不计,则下列说法正确的是(  )

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如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,导轨间的距离为L,导轨上横放着两根导体棒ab和cd.设两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,导轨光滑且电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度为B.开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速,初速大小分别为v0和2v0,求:
(1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热.
(2)当ab棒的速度大小变为
v04
,回路中消耗的电功率的可能值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间距为l.导轨上面横放着两根导体棒PQ和MN,构成矩形回路,如图所示.导体棒PQ的质量为m、MN的质量为2m,两者的电阻皆为R,回路中其余部分的电阻可不计.在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时,棒MN静止处于距导轨右端为d处,PQ棒以大小为v0的初速度从导轨左端开始运动(如图).忽略回路的电流对磁场产生的影响.
(1)求PQ棒刚开始运动时,回路产生的电流大小.
(2)若棒MN脱离导轨时的速度大小为
v04
,则回路中产生的焦耳热是多少?
(3)若原来回路中靠近MN棒一侧的导轨中串联接有一个恒流电源,该电源使回路中的电流大小始终保持为I0(沿PMNQP方向),试讨论MN棒脱离导轨时速度v的大小与d的关系.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两条光滑的金属导轨相距L=lm,其中MN段平行于PQ段,位于同一水平面内,NN0段与QQ0段平行,位于与水平面成倾角37°的斜面内,且MNN0与PQQ0均在竖直平面内.在水平导轨区域和倾斜导轨区域内分别有垂直于水平面和斜面的匀强磁场B1和B2,且B1=B2=0.5T.ab和cd是质量均为m=0.1kg、电阻均为R=4Ω的两根金属棒,ab置于水平导轨上,ab置于倾斜导轨上,均与导轨垂直且接触良好.从t=0时刻起,ab棒在外力作用下由静止开始沿水平方向向右运动(ab棒始终在水平导轨上运动,且垂直于水平导轨),cd受到F=0.6-0.25t(N)沿斜面向上的力的作用,始终处于静止状态.不计导轨的电阻.(sin37°=0.6)
(1)求流过cd棒的电流强度Icd随时间t变化的函数关系:
(2)求ab棒在水平导轨上运动的速度vab随时间t变化的函数关系;
(3)求从t=0时刻起,1.0s内通过ab棒的电荷量q;
(4)若t=0时刻起,l.0s内作用在ab棒上的外力做功为W=16J,求这段时间内cd棒产生的焦耳热Qcd.

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