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
◎ 题目
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. |
◎ 答案
(1)cd棒处于静止状态,其受力如图,由左手定则判断知cd棒上的感应电流方向为:d到c. 对cd棒,由平衡条件,得mgsinθ=BIL ① 解得 I=
(2)设ab棒以速度v进入区域Ⅱ将做匀速直线运动,由闭合回路的欧姆定律得:
解得 v=
ab棒未进入区域Ⅱ时做匀加速直线运动,得 mgsinθ=ma ③ v=atx ④ 解得 tx=
(3)因回路中电流是恒定电流,则 Q=I2(R+r)(tx+
解得Q=
答: (1)ab棒进入区域Ⅱ之前cd棒上的感应电流的方向d到c,大小为
(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为
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◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“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…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【闭合电路欧姆定律】,【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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