组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 电磁感应 > 法拉第电磁感应定律 > 动生电动势 > 导体棒平动切割磁感线产生的动生电动势
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:850 题号:15803391
如图所示,两条足够长的光滑金属导轨互相平行,它们所在的平面跟水平面成角,两导轨间的距离为两导轨的顶端用阻值为电阻相连,在导轨上垂直于导轨放一质量为,电阻为的导体棒,导体棒始终与导轨连接良好,其余电阻不计,水平虚线下方的导轨处在磁感应强度为的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上,为磁场区域的上边界,现将导体棒从图示位置由静止释放,导体棒下滑过程中始终与导轨垂直,经过时间,导体棒的速度增加至,重力加速度为,求:
(1)导体棒速度为时加速度的大小;
(2)在时间内,流过导体棒某一横截面的电荷量
(3)导体棒速度达到稳定后沿导轨继续下滑,在这个过程中,电阻上会产生焦耳热,此现象可以从宏观与微观两个不同角度进行研究。经典物理学认为,在金属导体中,定向移动的自由电子频繁地与金属离子发生碰撞,使金属离子的热振动加剧,因而导体的温度升高,在考虑大量自由电子的统计结果时,电子与金属离子的频繁碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力,若电阻是一段粗细均匀的金属导体,自由电子在导体中沿电流的反方向做直线运动,基于以上模型,试推导出导体棒速度达到稳定后沿导轨继续下滑距离的过程中,电阻上产生的热量
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【推荐1】如图所示,顶角的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中.一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度沿导轨MON向右滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均为导体棒与导轨接触点为ab,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触时,导体棒位于顶角O处.求:

(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向.
(2)导体棒做匀速直线运动时水平外力F的表达式.
(3)导体棒在时间内产生的焦耳热Q
2017-08-03更新 | 2100次组卷
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【推荐2】如图所示,一足够大的倾角=30°的粗糙斜面上有一个粗细均匀的由同种材料制成的金属线框abcd,线框的质量m=0.6kg,其电阻值R=1.0Ω,ab边长L1=1m,bc边长L2=2m。斜面以EF为界,EF上侧有垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一质量为M的物体用绝缘细线跨过光滑定滑轮与线框相连,连接线框的细线与斜面平行且细线最初处于松弛状态。现先释放线框再释放物体,当cd边离开磁场时线框即以v=2m/s的速度匀速下滑,在ab边运动到EF位置时,细线恰好被拉直绷紧(时间极短),随即物体和线框一起做匀速运动,t=1s后开始做匀加速运动。g取10m/s2,求:
(1)线框与斜面之间的动摩擦因数;(结果保留一位小数)
(2)细线绷紧前,M下降的时间t1
(3)系统在线框cd边离开磁场至重新进入磁场过程中产生的热量Q
2020-09-07更新 | 333次组卷
解答题 | 较难 (0.4)
【推荐3】半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里.边长为L=1.2m 的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置,正方形中心与圆心O重合.金属框架ADBC边上分别接有L1、L2两灯,两灯的电阻均为R=2Ω,一金属棒MN平行AD边搁在框架上,与框架电接触良好,棒与框架的电阻均忽略不计.

(1)若棒以匀速率向右水平滑动,如图所示.当滑过ABDC边中点EF时,灯L1中的电流为0.4A,求棒运动的速率.
(2)撤去金属棒MN,将右半框架EBCFEF为轴向下翻转 90°,若翻转后磁场随时间均匀变化,且灯L1的功率为1.28×102W,求磁场的变化率
2016-12-08更新 | 318次组卷
共计 平均难度:一般