如下图(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的匀强磁场,其磁感应
◎ 题目
如下图(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、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: 小题1:通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向; 小题2:当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率; 小题3:ab棒开始下滑的位置离EF的距离; 小题4:ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。 |
◎ 答案
小题1:通过cd棒的电流方向d→c,区域I内磁场方向为垂直于斜面向上 小题2: 小题3:3l 小题4:4mglsinθ |
◎ 解析
(1)通过cd棒的电流方向 d→c(1分)区域I内磁场方向为垂直于斜面向上(1分) (2)对cd棒,F安=BIl=mgsinθ,所以通过cd棒的电流大小I = (1分) 当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率P=I2R=(1分) (3)ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动,a==gsinθ(1分) cd棒始终静止不动,ab棒在到达区域II前、后,回路中产生的感应电动势不变,则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动,可得;(1分)=Blgsinθtx (1分)所以(1分) ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度(1分) 则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h=atx2+2l="3" l(1分) (4)ab棒在区域II中运动的时间t2==(1分) ab棒从开始下滑至EF的总时间t= tx+t2=2(1分) ε=Blvt =Bl(1分) ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量:Q=εIt=4mglsinθ(1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如下图(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的匀强磁场,其磁感应…”主要考查了你对 【电磁感应现象的综合应用】 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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