如圖所示，固定于水平桌面上的金屬架cdef，處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab恰擱在框架上，可無摩擦地滑動(dòng)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，de邊接有定值電阻R，金屬棒a6電阻為r，其余部分的電阻不計(jì)。

 (1)試由法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出金屬棒ab以速度V切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式ε=BLv．

  (2)當(dāng)金屬棒ab以速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，判斷ab兩點(diǎn)電勢(shì)的高低并求ab兩點(diǎn)的電勢(shì)差．

  (3)從t=0的時(shí)刻起，磁場(chǎng)開始均勻增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率的大小為ｋ(k=       )．用

垂直于金屬棒的水平拉力F使金屬棒保持靜止，寫出F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式．

 


(1)證明：如圖所示，假設(shè)垂直水平軌道放置的導(dǎo)體棒長(zhǎng)L，以速度口在軌道上向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)在△t時(shí)間內(nèi)棒由原來的位置ab移到cd，這時(shí)線框的面積變化量△S=Lυ△t，(1分)

穿過閉合電路的磁通量變化量△Ф=B△S=BLυ△t，(1分)

由法拉第電磁感應(yīng)定律ε=△Ф／△t(2分)，將上式代入得：

導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)ε=BLυ．(1分)   

(2)由右手定則可知，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)，(2分)    ’

由法拉第電磁感應(yīng)定律知，電動(dòng)勢(shì)ε=BLυ，(1分)

又由全電路歐姆定律知，ε=I(R+r)  (1分)

得，， I = ε/(R+r) (1分)    知：U外= I R=εR /（R+r）(1分)

(3) ε=△Ф／△t = △B.S/△t=kl2  (1分)    I = ε/(R+r) = kl2 /(R+r)  (1分)

因?yàn)榻饘侔羰冀K靜止，在t時(shí)刻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bt =Bo+kt，(1分)

 


FA=BIl (1分)  所以      

方向向右(1分)

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動(dòng)．此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì)．開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0．
（1）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0不變，欲使ab在水平外力F作用下向右以v0勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小、方向如何？
（2）若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量為k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流大小和方向．
（3）在上述（2）的情況下，棒始終保持靜止，當(dāng)t=t1時(shí)，垂直于棒的水平拉力為多大？
（4）若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間變化？（寫出B與t的關(guān)系式）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?鹽城三模）如圖所示，固定于水平面的U型金屬導(dǎo)軌abcd，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距L=1.0m，左端接有電阻R=2Ω．金屬桿PQ的質(zhì)量m=0.2Kg，電阻r=1Ω，與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，滑動(dòng)時(shí)保持與導(dǎo)軌垂直．在水平面上建立x0y坐標(biāo)系，x≥0的空間存在豎直向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度僅隨橫坐標(biāo)x變化．金屬桿受水平恒力F=2.4N的作用，從坐標(biāo)原點(diǎn)開始以初速度v0=1.0m/s向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t1=0.4s到達(dá)x1=0.8m處，g取10m/s2．
求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度與橫坐標(biāo)x應(yīng)滿足的關(guān)系；
（2）金屬桿運(yùn)動(dòng)到x1處，PQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；
（3）金屬桿從開始運(yùn)動(dòng)到B=
3
2
T處的過程中克服安培力所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PO、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為d=0.5m．P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．電阻均為r=0.1Ω，質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，試求：
（1）當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？
（2）棒L2能達(dá)到的最大速度vm．
（3）若在棒L2達(dá)到最大速度vm時(shí)撤去外力F，并同時(shí)釋放棒L1，分析此后L1，L2各做什么運(yùn)動(dòng)？
（4）若固定棒L1，當(dāng)棒L2的速度為v，且離開棒L1距離為S的同時(shí)，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值（B0=0.2T）逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)怎樣隨時(shí)間變化（寫出B與時(shí)間t的關(guān)系式）？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?宿州二模）如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以某一速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化的圖象正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為d=0.5m，PM兩端接有一理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，電阻均為R=0.1Ω、質(zhì)量分別為m1=300g 和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在光滑的導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始作加速運(yùn)動(dòng)．試求：
（1）當(dāng)電壓表讀數(shù)為0.2V時(shí)棒L2的加速度多大？
（2）棒L2能達(dá)到的最大速度？
（3）若在棒L2達(dá)到最大速度時(shí)撤去恒力F，并同時(shí)釋放L1，求L2達(dá)到穩(wěn)定的速度？
（4）若固定L1，當(dāng)L2的速度為v，且離開棒L1距離為s的同時(shí)，撤去恒力F，為保持L2作勻速運(yùn)動(dòng)，可以采用將B從原值（設(shè)為B0）逐漸減少的方法，則該磁場(chǎng)隨時(shí)間怎樣變化（寫出B與時(shí)間t的關(guān)系式）．

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