如圖(a)所示,光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一平面內(nèi),與水平面的夾角為370,兩導(dǎo)軌間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì),其間連接有固定電阻R=1.0Ω。導(dǎo)軌上有一質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.2Ω的金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下。利用沿斜面方向外力F拉金屬桿ab,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng),電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī),獲得電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示。g取10m/s2,,。
(1)證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng),并計(jì)算加速度的大小
(2)求第4s末外力F的瞬時(shí)功率
 
(1)設(shè)路端電壓為U,金屬桿的運(yùn)動(dòng)速度為,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
電阻R兩端的電壓
由圖乙可得,k=0.05V/s
解得
因?yàn)樗俣扰c時(shí)間成正比,所以金屬桿做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度
(2)在4s末,速度
此時(shí)通過(guò)金屬桿的電流
金屬桿受安培力N
設(shè)4s末外力大小為,由牛頓第二定律: 
故4s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率    P=2.096W
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,正方形導(dǎo)線框,每邊長(zhǎng)為L(zhǎng),邊的質(zhì)量為m,且質(zhì)量分布均勻,其它邊質(zhì)量不計(jì),導(dǎo)線框的總電阻為R,cd邊與光滑固定轉(zhuǎn)軸相連,線框可繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)將線框拉至水平位置,由靜止開始釋放,經(jīng)時(shí)間t,ab邊到達(dá)最低點(diǎn),此時(shí)ab邊的角速度為.不計(jì)空氣阻力.求:
(1)在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量q為多少;
(2)在最低點(diǎn)時(shí)ab邊受到的安培力大小和方向;
(3)在最低點(diǎn)時(shí)ab邊受到ca邊的拉力大;
(4)在t時(shí)間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為r=0.30Ω、質(zhì)量為m=0.10kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上,兩導(dǎo)軌間距也為L(zhǎng),金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌左端接有阻值R=0.50Ω的電阻。量程為0~3.OA的電流表串接在一條導(dǎo)軌上,量程為0~1.OV的電壓表接在電阻R的兩端。垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過(guò)平面,F(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒向右移動(dòng)。當(dāng)金屬棒以V=2.0m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí),觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏,而另一個(gè)電表未滿偏。問(wèn):

小題1:滿偏的電表是什么表?說(shuō)明理由。
小題2:拉動(dòng)金屬棒的外力F多大?
小題3:若此時(shí)撤去外力F,金屬棒將逐漸慢下來(lái),最終停止在導(dǎo)軌上。求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上.設(shè)兩個(gè)線圈中的電流方向與圖中所標(biāo)的電流方向相同時(shí)為正.當(dāng)M中通入下列哪種電流時(shí),在線圈P中能產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流(     )

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

把一線框從一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中拉出,如圖所示。第一次拉出的速率是v ,第二次拉出速率是 2 v,其它條件不變,則前后兩次拉力大小之比是_________,線框產(chǎn)生的熱量之比是_____________。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),沿著OO′方向觀察,線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈匝數(shù)為n,ab邊的邊長(zhǎng)為l1,ad邊的邊長(zhǎng)為l2,線圈電阻為R,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)
A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda
B.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
C.穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大
D.線圈ad邊所受安培力的大小為

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一個(gè)位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合導(dǎo)體框,其上下兩條邊水平,從靜止開始下落一定高度后,垂直穿越一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度沿水平方向且與線圈平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域上下邊界也水平。下圖是自導(dǎo)體框開始下落到完全穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象,其中肯定與實(shí)際不相符的是(忽略空氣阻力的影響,線圈始終在豎直平面內(nèi)平動(dòng))

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,電路中,L為一自感線圈,兩支路電阻相等,則(   )
A.閉合開關(guān)S時(shí),穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)
B.閉合開關(guān)S時(shí),穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)
C.閉合開關(guān)S時(shí),穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)
D.?dāng)嚅_開關(guān)S時(shí),穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

將一個(gè)半徑為1m的匝數(shù)為100匝的圓形金屬線框,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直,線框總電阻為3.14Ω,規(guī)定逆著磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向,看順時(shí)針的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向,如圖甲所示。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.0~1 s內(nèi),感應(yīng)電流的方向?yàn)檎?
B.感應(yīng)電流的有效值
C.0~1 s內(nèi),線圈有擴(kuò)張趨勢(shì)
D.1~3s內(nèi)通過(guò)線框某一截面的電量是0~1s內(nèi)的兩倍

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