导体切割磁感线,将产生感应电动势;若电路闭合,将形成感应电流;电流是由于电荷的定向移动而形成的。我们知道,电容器充电、放电过程也将会形成短时电流。我们来看,如图所示的情景:两根无限长、光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内,相距为L。质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B。不计导轨及导体棒的电阻。现对导体棒ab施一水平向右的恒力F,使导体棒由静止开始沿导轨向右运动。
(1)若轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻,
a.求导体棒ab能达到的最大速度vm;
b.导体棒ab达到最大速度后,撤去力F。求撤去力F后,电阻R产生的焦耳热Q。
(2)若轨道端点M、P间接一电容器,其电容为C,击穿电压为U0,t=0时刻电容器带电量为0。
a.证明:在给电容器充电过程中,导体棒ab做匀加速直线运动;
b.求导体棒ab运动多长时间电容器可能会被击穿?
高三物理解答题困难题
导体切割磁感线,将产生感应电动势;若电路闭合,将形成感应电流;电流是由于电荷的定向移动而形成的。我们知道,电容器充电、放电过程也将会形成短时电流。我们来看,如图所示的情景:两根无限长、光滑的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内,相距为L。质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B。不计导轨及导体棒的电阻。现对导体棒ab施一水平向右的恒力F,使导体棒由静止开始沿导轨向右运动。
(1)若轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻,
a.求导体棒ab能达到的最大速度vm;
b.导体棒ab达到最大速度后,撤去力F。求撤去力F后,电阻R产生的焦耳热Q。
(2)若轨道端点M、P间接一电容器,其电容为C,击穿电压为U0,t=0时刻电容器带电量为0。
a.证明:在给电容器充电过程中,导体棒ab做匀加速直线运动;
b.求导体棒ab运动多长时间电容器可能会被击穿?
高三物理解答题困难题查看答案及解析
对交流电通过电容器的理解正确的是( )
A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质
C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器
D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
对交流电通过电容器的理解正确的是 ( ).
A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质
C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流“通过”了电容器
D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有“通过”电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
关于感应电流的产生,下列说法中正确的是( )。
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
D.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
关于感应电流的产生,下列说法中正确的是( )
A.导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流
B.导体做切割磁感线运动,导体内一定会产生感应电流
C.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
D.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流
高三物理单选题简单题查看答案及解析
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.只要穿过电路中的磁通量发生变化,电路中就一定产生感应电流
B.只要导体相对于磁场运动,导体内一定会产生感应电流
C.只要闭合电路在磁场中切割磁感线运动,电路中一定会产生感应电流
D.只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m。
(1)该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率恒为v。
① 求导线中的电流I;
②为了更精细地描述电流的分布情况,引入了电流面密度j,电流面密度被定义为单位面积的电流强度,求电流面密度j的表达式;
③经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型,求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。
(2*)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动,从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动,由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力,所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足(1)问中的规律,求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动(减速时间可忽略不计)之后,通过线圈导线横截面的电荷量Q。
高三物理解答题困难题查看答案及解析