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如圖所示,水平光滑平行導軌間距L=lm,左端接有阻值R=1.5的定值電阻,在距左端=2m處垂直導軌放置一根質量m=1kg、電阻r=0.5的導體棒,導體棒與導軌始終保持良好接觸,導軌的電阻可忽略,整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中。
(1)若磁場的磁感應強度B隨時間變化的關系為(式中B的單位為T,的單位為s),為使導體棒保持靜止,求作用在導體棒上的水平拉力F隨時間變化的規(guī)律;
(2)若磁場的磁感應強度T恒定,時導體棒在水平拉力F的作用下從靜止開始向右做勻加速直線運動,已知s時F=3N,求此時導體棒兩端的電勢差。
(1)N                                      
(2)電勢差:
(1)由法拉第電磁感應定律
                                         ①
N                                      ②
(2)由牛頓第二定律:                              ③
                                ④
                                 ⑤
                                      ⑥
聯(lián)立③④⑤⑥得:  ⑦
代入數(shù)據(jù)解得:
電勢差:。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


如圖甲所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距l=0.4 m,導軌平面與水平面成θ=30°角,下端通過導線連接阻值R=0.5Ω的電阻。金屬棒ab阻值r=0.3  Ω,質量m=0.2kg,放在兩導軌上,與導軌垂直并保持良好接觸。其余部分電阻不計,整個裝置處于垂直導軌平
面向上的勻強磁場中。取g=10 m/s2
(1)若磁場是均勻增大的勻強磁場,在開始計時即t=0時刻磁感應強度B0=2.0T,為保持金屬棒靜止,作用在金屬棒上平行斜面向上的外力F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,求磁感應強度B隨時間t變化的關系。
(2)若磁場是磁感應強度大小恒為B1的勻強磁場,通過額定功率P =10W的小電動機對金屬棒施加平行斜面向上的牽引力,使其從靜止開始沿導軌做勻加速度直線運動,經過 s電動機達到額定功率,此后電動機功率保持不變,金屬棒運動的v—t圖象如圖丙所示。試求磁感應強度B1的大小和小電動機剛達到額定功率時金屬棒的速度v1的大小?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L,導軌平面與水平面夾角α=30°,導軌電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向上,長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上,且始終與導軌電接觸良好,金屬棒的質量為m、電阻為R.兩金屬導軌的上端連接右端電路,燈泡的電阻RL=4R,定值電阻R1=2R,電阻箱電阻調到使R2=12R,重力加速度為g,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放,試求:
小題1:金屬棒下滑的最大速度為多大?
小題2:R2為何值時,其消耗的功率最大?消耗的最大功率為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

空間某區(qū)域內存在磁感應強度為B的水平方向的勻強磁場,在磁場區(qū)域內有兩相距為L的平行金屬導軌PQMN固定在豎直平面內,如圖所示,導軌PM間連接有一阻值為R的電阻,QN間連接著兩塊水平放置的金屬板a、b,兩板相距d,一根電阻為r的導體棒cd與導軌接觸良好,不計導軌與導線電阻。當導體棒cd向右勻速運動時,在平行金屬板a、b間有帶負電的液滴恰好能在豎直平面內做圓周運動,已知液滴質量為m,帶電量為q,重力加速度為g。求:
(1)勻強電場的方向,帶電液滴的運動方向;
(2)導體棒cd勻速運動的速率為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,兩平行的光滑金屬導軌相距為L,且位于同一豎直平面內,兩導軌間接有電阻R,輕質金屬桿ab長為2L,緊貼導軌豎直放置,距b端為L/2處固定有質量為m的球。整個裝置處于磁感應強度為B并垂直于導軌平面的勻強磁場中,當ab桿由靜止開始緊貼導軌繞b端向右自由倒下至水平位置時,球的速度為v,若導軌足夠長,導軌及金屬桿電阻不計,試求此過程中:
(1)電阻R消耗的電能;
(2)R中的電流最大值。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電阻忽略不計的、兩根平行的光滑金屬導軌豎直放置,其上端接一阻值為3Ω的定值電阻R。在水平虛線間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B,磁場區(qū)域的高度為d="0.5" m。導體棒a的質量=0. 2 kg,電阻=3Ω;導體棒b的質量=0. 1 kg、電阻= 6Ω,它們分別從圖中MN處同時由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動,且都能勻速穿過磁場區(qū)域,當b剛穿出磁場時a正好進入磁場。設重力加速度為。(不計ab之間的作用)求:
(1)在整個過程中,a、b兩棒克服安培力分別做的功;
(2)M點和N點距的高度。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


磁懸浮列車動力原理如下圖所示,在水平地面上放有兩根平行直導軌,軌間存在著等距離的正方形勻強磁場BlB2,方向相反,B1=B2=lT,如下圖所示。導軌上放有金屬框abcd,金屬框電阻R=2Ω,導軌間距L=0.4m,當磁場Bl、B2同時以v=5m/s的速度向右勻速運動時,求
小題1:如果導軌和金屬框均很光滑,金屬框對地是否運動?運動性質如何?
小題2:如果金屬框運動中所受到的阻力恒為其對地速度的K倍,K=0.18,求金屬框所能達到的最大速度vm是多少?
小題3:如果金屬框要維持(2)中最大速度運動,它每秒鐘要消耗多少磁場能?
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如下圖所示,一根足夠長的水平滑桿SS′上套有一質量為m的光滑金屬圓環(huán),在滑桿的正下方與其平行放置一足夠長的光滑水平的木制軌道PP′,PP′穿過金屬環(huán)的圓心.現(xiàn)使質量為M的條形磁鐵以水平速度v0沿木制軌道向右運動,設磁鐵與圓環(huán)的最后速度分別為vM和vm,則(    )
A.磁鐵穿過金屬環(huán)后,兩者將先后停下來
B.圓環(huán)可能獲得的最大速度為
C.一定有vM>vm
D.可能有vM<vm

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示是一種冶煉金屬的感應爐的示意圖,此種感應爐應接怎樣的電源( 。
A.直流低壓B.直流高壓C.低頻交流電D.高頻交流電

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