如圖所示,水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d為0.5 m,左端通過導(dǎo)線與阻值為2 W的電阻R連接,右端通過導(dǎo)線與阻值為4 W的小燈泡L連接,在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,CE長為2 m,CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖所示,在t=0時(shí),一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒從ab位置運(yùn)動(dòng)到EF位置過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化,求:

(1)通過小燈泡的電流強(qiáng)度。
(2)恒力F的大小。
(3)金屬棒的質(zhì)量。
(1)0.1A  (2)1m/s  (3)0.8kg

試題分析:(1)金屬棒未進(jìn)入磁場,電路總電阻
回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:   
燈泡中的電流強(qiáng)度為:            
(2)因金屬棒在磁場中勻速運(yùn)動(dòng),則
         
又:      
解得:v=1m/s               
(3)金屬棒未進(jìn)入磁場的加速度為:    
金屬棒的質(zhì)量:        
點(diǎn)評(píng):在金屬棒到達(dá)磁場區(qū)域以前,磁場變化,閉合回路的電動(dòng)勢(shì)為感生電動(dòng)勢(shì),金屬棒進(jìn)入磁場后,磁場不變,金屬棒切割磁感線,電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef處于豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中.金屬桿ab與金屬框架接觸良好.此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長為l的正方形,金屬桿的電阻為r,其余部分電阻不計(jì).

⑴若從t=0時(shí)刻起,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加,每秒鐘增量為k,施加一水平拉力保持金屬桿靜止不動(dòng),求金屬桿中的感應(yīng)電流.
⑵在情況⑴中金屬桿始終保持不動(dòng),當(dāng)t= t1秒末時(shí),求水平拉力的大小.
⑶若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,當(dāng)金屬桿在框架上以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),可使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,傾角=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽引力F,牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab,由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)(ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直,不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦)。問:

(1)若牽引力為恒力,且F=9N,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1
(2)若牽引力功率恒為72W,求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2
(3)若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí),突然撤去力,此后金屬棒又前進(jìn)了0.48m ,從撤力至棒速為0的過程中,金屬棒發(fā)熱1.12J。問撤力時(shí)棒速v3多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,導(dǎo)體棒ab長為L,垂直磁場放置,ab棒以a端為軸在紙面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(如圖所示),則a、b兩端的電勢(shì)差
         (2分),              端電勢(shì)高。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)如圖甲所示,一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上,線框邊長為L,質(zhì)量為m,電阻為R.該處空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場,其右邊界MN平行于ab,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示,要求:

(1)若線框保持靜止,求在時(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)若線框從零時(shí)刻起,在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,經(jīng)過時(shí)間t0線框cd邊剛要離開邊界MN.求在此過程中拉力所做的功;
(3)在(2)的情形下,為使線框在離開磁場的過程中,仍以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng),試求線框在離開磁場的過程中水平拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

兩金屬桿ab、cd的長度均為L,質(zhì)量均為m,電阻均為R。用兩根長為2L的柔軟導(dǎo)線連接后放在光滑的水平桌面上,導(dǎo)線的電阻與質(zhì)量不計(jì)。為ad、bc的中線。在的左側(cè)空間有垂直于桌面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。位于桌子邊緣的金屬桿Cd受到輕微擾動(dòng)就會(huì)落下桌面,當(dāng)曲運(yùn)動(dòng)至時(shí),cd桿的加速度為零,此時(shí)Cd桿尚未著地。

求:(1)ab桿的最大速度;
(2)ah桿從靜止運(yùn)動(dòng)到00的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,兩水平線L1L2分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場的邊界,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,正方形線框abcd由均勻材料制成,其邊長為LL<d)、質(zhì)量為m、總電阻為R.將線框在磁場上方高h處由靜止開始釋放,已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)和剛穿出磁場時(shí)的速度相同.求:

(1)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)ab兩端的電勢(shì)差Uab;
(2)ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)線框加速度的大小和方向;
(3)整個(gè)線框進(jìn)入磁場過程所需的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強(qiáng)磁場方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.正方形金屬框abcd可繞光滑軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),邊長為L,總電阻為R,ab邊質(zhì)量為m,其他三邊質(zhì)量不計(jì),現(xiàn)將abcd拉至水平位置,并由靜止釋放,經(jīng)時(shí)間t到達(dá)豎直位置,產(chǎn)生熱量為Q,若重力加速度為g,則ab邊在最低位置所受安培力大小等于(  ).

A.
B.BL
C.
D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

金屬桿a b水平放置在某高處,當(dāng)它被平拋進(jìn)入方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中時(shí)(如圖14所示),以下說法中正確的是(   )
A.運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua>Ub
B.運(yùn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua<Ub
C.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua>Ub
D.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua<Ub

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