(12分)如圖所示,AB、CD是水平放置的光滑導(dǎo)軌,軌距為L(zhǎng)=0.5m,兩軌間接有電阻R=4Ω,另有一金屬棒PQ恰好橫跨在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知PQ棒的電阻為1Ω,其它電阻不計(jì)。若整個(gè)裝置處在B=0.5T、方向垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)將PQ棒以V=10m/s的速度水平向右作勻速運(yùn)動(dòng)。

求:(1)PQ棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小EPQ。
(2)維持PQ棒作勻速運(yùn)動(dòng)所需水平外力的大小和方向。
(1)EPQ=2.5V(2)F="0.125N" 方向向右

試題分析:(1)由題意知:PQ棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為EPQ,則:
EPQ=B×L×V=0.5×0.5×10v="2.5v"  
(2)閉合電路中的電流為I,則:
I=EPQ/(R+r)=2.5/(4+1)A="0.5°"
而金屬棒PQ受到的安培力大小為F,由公式F=BIL得:
F=0.5×0.5×0.5N=0.125N 方向水平向左
維持PQ棒作勻速運(yùn)動(dòng)的水平外力應(yīng)與安培力F大小相等,方向相反
所以,外力的大小為0.125N,方向水平向右。
點(diǎn)評(píng):本題考查了電磁感應(yīng)定律,切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,并通過(guò)受力分析得出外力大小和方向。
練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖所示,由粗細(xì)均勻的電阻絲制成的邊長(zhǎng)為l的正方形線(xiàn)框abcd,其總電阻為R,現(xiàn)使線(xiàn)框以水平向右的速度v勻速穿過(guò)一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,整個(gè)過(guò)程中ab、cd兩邊始終保持與磁場(chǎng)邊界平行。令線(xiàn)框的cd邊剛好與磁場(chǎng)左邊界重合時(shí)t=0,電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎?i>u0=Blv。線(xiàn)框中a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差uab隨線(xiàn)框cd邊的位移x變化的圖象正確的是(      )

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電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),發(fā)明了許多電器設(shè)備。以下電器中,哪些利用了電磁感應(yīng)原理 (      )
A.變壓器B.白熾燈泡C.發(fā)電機(jī)D.電吹風(fēng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩平行的虛線(xiàn)間的區(qū)域內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一較小的三角形線(xiàn)框abcab邊與磁場(chǎng)邊界平行,現(xiàn)使此線(xiàn)框向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持速度方向與ab邊垂直.則下列圖中哪一個(gè)可以定性地表示線(xiàn)框在上述過(guò)程中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律?( 。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

有一半徑為R,電阻率為ρ,密度為d的均勻圓環(huán)落入磁感應(yīng)強(qiáng)度B的徑向磁場(chǎng)中,圓環(huán)的截面的半徑為r(r<<R)。如圖所示,當(dāng)圓環(huán)在加速下落時(shí)某一時(shí)刻的速度為v,則
A.此時(shí)整個(gè)圓環(huán)的電動(dòng)勢(shì)
B.忽略電感的影響,此時(shí)圓環(huán)的電流
C.此時(shí)圓環(huán)的加速度
D.如果徑向磁場(chǎng)足夠長(zhǎng),則圓環(huán)的最大速度

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如右圖所示,AB為豎直固定金屬棒,金屬桿BC重為G。長(zhǎng)為L(zhǎng),并可繞過(guò)B點(diǎn)垂直紙面的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),AC為輕質(zhì)金屬線(xiàn),ÐABC=37°,ÐACB=90°,在圖示范圍內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間成正比:B=k t,整個(gè)回路總電阻為R,則回路中感應(yīng)電流I=     ,當(dāng)t =     時(shí)金屬線(xiàn)AC中拉力恰為零。(已知,

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(11分)如圖所示,固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌,間距為L(zhǎng)="0.5" m,左端接有阻值為R="0.8" Ω的電阻,處在方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B="1" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連,導(dǎo)體棒的電阻為r="0.2" Ω,導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì).
初時(shí)刻,彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度,導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0="4" m/s .導(dǎo)體棒第一次速度為零時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能Ep="0.5" J.導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.求:

(1)初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力的大小和方向;
(2)導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零的過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q .

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(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率

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