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如圖甲,相距為L=1m的光滑平行金屬導軌水平放置,導軌一部分處在垂直導軌平面的勻強磁場中,OO為磁場右邊界,磁感應強度為B=2T,導軌右側接有定值電阻R=4,導軌電阻忽略不計。在距OO為L=1m處垂直導軌放置一質量為m=1kg、電阻不計的金屬桿ab。
若ab桿在水平向右的恒力F作用下由靜止開始向右運動,其速度-位移的關系圖象如圖乙所示(圖中坐標值均為已知量),求
(1)恒力F大小是多少?
(2)在此過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少?
(3)ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少?
解:(1)ab桿在位移L到3L的過程中,由動能定理
         F(3L-L)=  (2分)
解得="3N              " (2分)
(2)ab桿在磁場中運動L過程中,恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產生的電能
         FL=     (2分)
解得  =1J     (1分)
(3) ab桿在離開磁場前瞬間,水平方向上受安培力F和外力F作用,加速度a,
   (1分)     
      (1分)
      (1分)
                
                          (1分)
解得     =1m/s2   
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,在一個光滑金屬框架上垂直放置一根長l=0.4m的金屬棒ab,其電阻r=0.1Ω.框架左端的電阻R=0.4Ω.垂直框面的勻強磁場的磁感強度B=0.1T.當用外力使棒ab以速度v=5m/s右移時,ab棒中產生的感應電動勢E="____V," 通過ab棒的電流I="____A," ab棒兩端的電勢差Uab="____V," 在電阻R上消耗的功率PR____W, 在ab棒上消耗的發(fā)熱功率PR=____,切割運動中產生的電功率P=____.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行放置,導軌平面與水平面的夾角為θ,導軌的下端接有電阻。當導軌所在空間沒有磁場時,使導體棒ab以平行導軌平面的初速度v0沖上導軌平面,ab上升的最大高度為H;當導軌所在空間存在方向與導軌平面垂直的勻強磁場時,再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導軌平面,ab上升的最大高度為h。兩次運動中導體棒ab始終與兩導軌垂直且接觸良好。關于上述情景,下列說法中
正確的是   (   )
A.兩次上升的最大高度比較,有H=h
B.兩次上升的最大高度比較,有H<h
C.無磁場時,導軌下端的電阻中有電熱產生
D.有磁場時,導軌下端的電阻中有電熱產生

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如下圖所示,MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導軌,O是它們的交點且接觸良好。兩導軌處在同一水平面內,并置于有理想邊界的勻強磁場中(圖中經過O點的虛線即為磁場的左邊界)。質量為m的導體棒ab與導軌始終保持良好接觸,并在絕緣彈簧S的作用下從距離O點L0處沿導軌以速度v0向左勻速運動。磁感應強度大小為B,方向如圖。當導體棒運動到O點時,彈簧恰好處于原長,導軌和導體棒單位長度的電阻均為r。求:
小題1:導體棒ab第一次經過O點前,通過它的電流大;
小題2:導體棒ab第一次經過O點前,通過它的電量;
小題3:從導體棒第一次經過O點開始直到它靜止的過程中,導體棒ab中產生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,當導線棒MN在外力作用下沿導軌向右運動時,流過R的電流方向是
A.由B→A
B.由A→B
C.電流周期性發(fā)生改變
D.無法確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某同學在學習了法拉第電磁感應定律之后,自己制作了一個手動手電筒,如圖是手電筒的簡單結構示意圖,左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵,中間是一根絕緣直桿,由絕緣細銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動,線圈兩端接一燈泡,晃動手電筒時線圈也來回勻速滑動,燈泡就會發(fā)光,其中O點是兩磁極連線的中點,a、b兩點關于O點對稱,則下列說法中正確的是(    )
A.線圈經過O點時穿過的磁通量最小
B.線圈經過O點時受到的磁場力最大
C.線圈沿不同方向經過b點時所受的磁場力方向相反
D.線圈沿同一方向經過a、b兩點時其中的電流方向相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

緊靠在一起的線圈A與B如圖甲所示,當給線圈A通以圖乙所示的電流(規(guī)定由a進入b流出為電流正方向)時,則線圈B兩端的電壓變化應為下圖中的

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在同一鐵心上繞著兩個線圈,單刀雙擲開關原來接在1位置,現在它從1打向2,試判斷此過程中,通過R的電流方向是(   )
A.先由P到Q,再由Q到PB.先由Q到P,再由P到Q
C.始終是由Q到PD.始終是由P到Q

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖(甲)所示,邊長為L=2.5m、質量m=0.50kg的正方形絕緣金屬線框,平放在光滑的水平桌面上,磁感應強度B=0.80T的勻強磁場方向豎直向上,金屬線框的一邊ab與磁場的邊界MN重合.在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動,在5.0s內從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖(乙)所示.已知金屆線框的總電阻為震=4.0Ω.
小題1:試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中,線框中的感應電流方向;
小題2:t=2.0s時,金屬線框的速度和金屬線框受的拉力F;
小題3:已知在5.0s內力F做功1.92J,那么,金屬框從磁場拉出過程線框中產生的焦耳熱是多少。

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