(15分)如圖所示,在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行光滑的金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計.在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻,導軌上跨放著一根長為L=0.2m,每米長電阻r=2.0Ω/m的金屬棒ab,金屬棒與導軌正交,交點為c、d.當金屬棒以速度v=4.0m/s向左做勻速運動時,試求:

(1)電阻R中的電流強度大小和方向;
(2)使金屬棒做勻速運動的外力;
(3)金屬棒ab兩端點間的電勢差.

(1)0.4A  (2)0.02N 水平向左 (3)0.32V

解析試題分析:(1)由法拉第電磁感應定律可知:         (2分)
由閉合電路歐姆定律可知:         (2分)
由右手定則可知:電流由              (2分)
(2)金屬棒勻速運動時,受力平衡,故有:
              (3分)
方向:水平向左                (1分)
(3)由部分電路歐姆定律知:           (2分)
則:       (3分)
考點:本題考查法拉第電磁感應定律、歐姆定律

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈,線圈均與傳送帶以相同的速度勻速運動.為了檢測出個別未閉合的不合格線圈,讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于傳送帶,線圈進入磁場前等距離排列,穿過磁場后根據(jù)線圈間的距離,就能夠檢測出不合格線圈,通過觀察圖形,判斷下列說法正確的是(  )

A.若線圈閉合,進入磁場時,線圈相對傳送帶向前滑動
B.若線圈不閉合,進入磁場時,線圈相對傳送帶向后滑動
C.從圖中可以看出,第2個線圈是不合格線圈
D.從圖中可以看出,第3個線圈是不合格線圈

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(20分)其同學設計一個發(fā)電測速裝置,工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導軌固定在豎直平面上,一根長為R的金屬棒OA,A端與導軌接觸良好,O端固定在圓心處的轉軸上。轉軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤,圓盤和金屬棒能隨轉軸一起轉動。圓盤上繞有不可伸長的細線,下端掛著一個質量為m=0.5kg的鋁塊。在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向右的勻強磁場,磁感應強度B=0.5T。a點與導軌相連,b點通過電刷與O端相連。測量a、b兩點間的電勢差U可算得鋁塊速度。鋁塊由靜止釋放,下落h=0.3m時,測得U=0.15V。(細線與圓盤間沒有滑動國,金屬棒、導軌、導線及電刷的電阻均不計,重力加速度g=10m/s2

(1)測U時,a點相接的是電壓表的“正極”還是“負極”?
(2)求此時鋁塊的速度大。
(3)求此下落過程中鋁塊機械能的損失。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示(俯視),MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計的平行金屬導軌.兩導軌間距為L=0.2m,其間有一個方向垂直水平面豎直向下的勻強磁場B1=5.0T。導軌上NQ之間接一電阻R1=0.40,阻值為R2=0.10的金屬桿垂直導軌放置并與導軌始終保持良好接觸。兩導軌右端通過金屬導線分別與電容器C的兩極相連。電容器C緊靠著帶小孔a(只能容一個粒子通過)的固定絕緣彈性圓筒。圓筒內壁光滑,筒內有垂直水平面豎直向下的勻強磁場B2,O是圓筒的圓心,圓筒的內半徑為r=0.40m。

(1)用一個大小恒為10N,平行于MN水平向左的外力F拉金屬桿,使桿從靜止開始向左運動求:當金屬桿最終勻速運動時桿的速度大小;
(2)當金屬桿處于(1)問中的勻速運動狀態(tài)時,電容器C內緊靠極板且正對a孔的D處有一個帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電容器C加速后從a孔垂直磁場B2并正對著圓心O進入筒中,該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒。已知粒子的比荷q/m=5×107(C/kg),該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時電量和能量都不損失,不計粒子重力和空氣阻力,則磁感應強度B2多大(結果允許含有三角函數(shù)式)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩根平行放置的導電軌道,間距為L,傾角為,軌道間接有電動勢為E(內阻不計)的電源,現(xiàn)將一根質量為m、電阻為R的金屬桿ab水平且與軌道垂直放置在軌道上,金屬桿與軌道接觸摩擦和電阻均不計,整個裝置處在勻強磁場(磁場垂直于金屬棒)中且ab桿靜止在軌道上,求:

(1)若磁場豎直向上,則磁感應強度B1是多少?
(2)如果通電直導線對軌道無壓力,則勻強磁場的磁感應強度的B2是多少?方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,abcd是一邊長為l的勻質正方形導線框,總電阻為R,今使線框以恒定速度v水平向右穿過方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域.已知磁感應強度為B,磁場寬度為3l,求線框在進入磁場區(qū)和穿出磁場區(qū)兩個過程中a b兩點間電勢差的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架,MM′和NN′相互平行且足夠長,間距l(xiāng)=0.40m,質量M=0.20kg。質量m=0.10kg的導體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,導體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中,磁感應強度B=0.50T。t=0時,垂直于導體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,導體棒ab從靜止開始運動;當t=t1時,金屬框架將要開始運動,此時導體棒的速度v1=6.0m/s;經(jīng)過一段時間,當t=t2時,導體棒ab的速度v2=12.0m/s;金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中,導體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導體棒ab的電阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余電阻不計。設框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。求:

(1)求動摩擦因數(shù)μ;
(2)當t=t2時,求金屬框架的加速度;
(3)若在0~t1這段時間內,MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J,求該過程中導體棒ab位移x的 大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖1所示,水平面內的直角坐標系的第一象限有磁場分布,方向垂直于水平面向下,磁感應強度沿y軸方向沒有變化,與橫坐標x的關系如下圖2所示,圖線是雙曲線(坐標軸是漸進線);頂角θ=45°的光滑金屬長導軌 MON固定在水平面內,ON與x軸重合,一根與ON垂直的長導體棒在水平向右的外力作用下沿導軌MON向右滑動,導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸。已知t=0時,導體棒位于頂角O處;導體棒的質量為m=2kg;OM、ON接觸處O點的接觸電阻為R=0.5Ω,其余電阻不計;回路電動勢E與時間t的關系如圖3所示,圖線是過原點的直線。求:

(1)t=2s時流過導體棒的電流強度I2的大;
(2)1~2s時間內回路中流過的電量q的大;
(3)導體棒滑動過程中水平外力F(單位:N)與橫坐標x(單位:m)的關系式。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,左右兩邊分別有兩根平行金屬導軌相距為L,左導軌與水平面夾30°角,右導軌與水平面夾60°角,左右導軌上端用導線連接。導軌空間內存在勻強磁場,左邊的導軌處在方向沿左導軌平面向下,磁感應強度大小為B的磁場中。右邊的導軌處在垂直于右導軌斜向上,磁感應強度大小也為B的磁場中。質量均為m的導桿ab和cd垂直導軌分別放于左右兩側導軌上,已知兩導桿與兩側導軌間動摩擦因數(shù)均為μ=,回路電阻恒為R,若同時無初速釋放兩導桿,發(fā)現(xiàn)cd沿右導軌下滑距離時,ab桿才開始運動。(認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。

(1)試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
(2)以上過程中,回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱?
(3)cd棒的最終速度為多少?

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