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(10分)兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距為l,電阻不計,M、M′處接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動且與導(dǎo)軌保持良好接觸,在ab運(yùn)動距離為x的過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求:

(1)ab運(yùn)動速度v的大小;

(2)電容器所帶的電荷量q.

 

 

【答案】

(1)v= (2)q=

【解析】

試題分析:(1)設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,回路中的電流為I,ab運(yùn)動距離x所用時間為t,三個電阻R與電串聯(lián),總電阻為4R,則

E=Blv    (1分)

由閉合電路歐姆定律I=        (1分)

t=          (1分)

由焦耳定律有Q=I2(4R)t     (1分)

聯(lián)立上述各式解得v=.     (2分)

(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U,則有U=IR    (1分)

電容器所帶電荷量q=CU      (1分)

解得q=     (2分)

考點(diǎn):本題考查了電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律

 

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)水平平行放置的兩根足夠長的直光滑金屬導(dǎo)軌上放有一根導(dǎo)體棒導(dǎo)ab,ab與導(dǎo)軌垂直,其電阻為0.02Ω,質(zhì)量為0.1kg,它在導(dǎo)軌間的長度為1m,導(dǎo)軌處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感強(qiáng)度為0.2T,電路中電阻R的阻值為0.08Ω,其它電阻不計,求:
(1)斷開電鍵K,ab在大小為0.1N、水平向右的恒力F作用下,由靜止開始沿軌道滑動過程中ab產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的表達(dá)式.
(2)當(dāng)ab以10m/s的速度滑動時閉合電鍵,并同時撤掉力F,那么由此時開始以后的時間里電阻R所消耗的電能.
(3)在上述(2)的情況下,導(dǎo)體棒ab能滑行的最大距離.

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科目:高中物理 來源:2009年上海市寶山區(qū)高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

水平平行放置的兩根足夠長的直光滑金屬導(dǎo)軌上放有一根導(dǎo)體棒導(dǎo)ab,ab與導(dǎo)軌垂直,其電阻為0.02Ω,質(zhì)量為0.1kg,它在導(dǎo)軌間的長度為1m,導(dǎo)軌處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感強(qiáng)度為0.2T,電路中電阻R的阻值為0.08Ω,其它電阻不計,求:
(1)斷開電鍵K,ab在大小為0.1N、水平向右的恒力F作用下,由靜止開始沿軌道滑動過程中ab產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的表達(dá)式.
(2)當(dāng)ab以10m/s的速度滑動時閉合電鍵,并同時撤掉力F,那么由此時開始以后的時間里電阻R所消耗的電能.
(3)在上述(2)的情況下,導(dǎo)體棒ab能滑行的最大距離.

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