(20分)如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为q的斜面上。在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向
◎ 题目
(20分)如图甲所示,间距为 L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 q的斜面上。在 MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为 B;在 CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度 Bt 随时间 t变化的规律如图乙所示,其中 Bt的最大值为 2B。现将一根质量为 M、电阻为 R、长为 L的金属细棒 cd跨放在 MNPQ区域间的两导轨上并把它按住,使其静止。在 t=0 时刻,让另一根长也为 L的金属细棒 ab从 CD上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放 cd棒。已知 CF长度为 2L,两根细棒均与导轨良好接触,在 ab从图中位置运动到 EF处的过程中,cd棒始终静止不动,重力加速度为 g;tx是未知量。 (1)求通过 cd棒的电流,并确定 MN PQ区域内磁场的方向; (2)当 ab棒进入 CDEF区域后,求 cd棒消耗的电功率; (3)求 ab棒刚下滑时离 CD的距离。 |
◎ 答案
(1)、垂直于斜面向上;(2);(3)。 |
◎ 解析
(20分)(1)如图示, cd棒受到重力、支持力和安培力的作用而处于平衡状态,由力的平衡条件有 BIL=Mg sinq (2分) 解得 (2分) 上述结果说明回路中电流始终保持不变,而只有回路中电动势保持不变,才能保证电流不变,因此可以知道:在 tx时刻 ab刚好到达 CDEF区域的边界 CD。在0~tx内,由楞次定律可知,回路中电流沿 abdca方向,再由左手定则可知,MNPQ区域内的磁场方向垂直于斜面向上 (2分) (2)ab棒进入 CDEF区域后,磁场不再发生变化,在 ab、cd和导轨构成的回路中,ab相当于电源,cd相当于外电阻 有 (4分) (3)ab进入 CDEF区域前只受重力和支持力作用做匀加速运动,进入 CDEF区域后将做匀速运动。设 ab刚好到达 CDEF区域的边界 CD处的速度大小为 v,刚下滑时离 CD的距离为 s (1分) 在 0~tx内:由法拉第电磁感应定律有 (2分) 在 tx后:有 (2分) (1分) 解得: (1分) 由 (1分) 解得 (2分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(20分)如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为q的斜面上。在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向…”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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下一篇:有一闭合金属线框,其曲线部分恰好是某个正弦曲线的正半周,直线部分的长度L="0.02"m,线框的总电阻为2Ω,若线框从图示虚线位置始终以2m/s的速度向左匀速穿过宽度也为L="
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