(11分)如下圖所示,把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán),水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一長度為2a,電阻等于R,粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上,它與圓環(huán)始終保持良好的接觸.當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時,求:

(1)棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN;
(2)在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率.
(1)(2)

試題分析:(1)導(dǎo)體棒運動產(chǎn)生電流,它相當(dāng)于電源,內(nèi)阻為R,電動勢為:E=Blv=2Bav ①(2分)
畫出等效電路圖如圖所示,根據(jù)右手定則,金屬棒中電流從N流向M,所以M相當(dāng)于電源的正極,N相當(dāng)于電源的負(fù)極.

外電路總電阻為 ②(1分)
根據(jù)閉合電路歐姆定律,棒上電流大小為:
 ③(2分
棒兩端電壓是路端電壓④(1分)
將數(shù)據(jù)代入④式解得: ⑤(1分)
(2)圓環(huán)和金屬棒上的總熱功率為:
P=EI ⑥(3分)
由①⑥式解得:⑦(1分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強磁場區(qū)域,v1=2v2在先后兩種情況下
A.線圈中的感應(yīng)電流之比為I1∶I2=2∶1
B.線圈中的感應(yīng)電流之比為I1∶I2=1∶2
C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2=2∶1
D.通過線圈某截面的電荷量之比q1∶q2=1∶2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,相距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌右端連接有一定值電阻R,整個裝置被固定在水平地面上,整個空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,兩根質(zhì)量均為m,電阻都為R,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)都為μ的相同金屬棒MN、EF垂直放在導(dǎo)軌上,F(xiàn)在給金屬棒MN施加一水平向左的作用力F,使金屬棒MN從靜止開始以加速度a做勻加速直線運動,若重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。則下列說法正確的是
A.從金屬棒MN開始運動到金屬棒EF開始運動經(jīng)歷的時間為t=
B.若從金屬棒MN開始運動到金屬棒EF開始運動經(jīng)歷的時間為T,則此過程中流過電阻R的電荷量為q=
C.若從金屬棒MN開始運動到金屬棒EF開始運動經(jīng)歷的時間為T,則金屬棒EF開始運動時,水平拉力F的瞬時功率為P=(ma+μmg)aT
D.從金屬棒MN開始運動到金屬棒EF開始運動的過程中,兩金屬棒的發(fā)熱量相等

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖所示,質(zhì)量為m=0.1kg粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,繞制成閉合矩形線框,其中長,寬,豎直放置在水平面上。中間有一磁感應(yīng)強度B=1.0T,磁場寬度的勻強磁場。線框在水平向右的恒力F=2N的作用下,從圖示位置由靜止開始沿水平方向運動,線框AB邊從左側(cè)進(jìn)入磁場,從磁場右側(cè)以=1m/s的速度勻速運動離開磁場,整個過程中線框始終受到大小恒定的阻力Ff=1N,且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動。求線框的AB邊:

(1)離開磁場時感應(yīng)電流的大;
(2)剛進(jìn)入磁場時感應(yīng)電動勢的大;
(3)穿越磁場的過程中安培力所做的總功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一導(dǎo)線彎成直徑為d的半圓形閉合回路.虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場,直徑CD始終與MN垂直.從D點到達(dá)邊界開始到C點進(jìn)入磁場為止,下列說法中正確的是
A.感應(yīng)電流的方向先沿順時針方向,后沿逆時針方向
B.CD段直導(dǎo)線始終不受安培力
C.感應(yīng)電動勢的最大值E=Bdv
D.感應(yīng)電動勢的平均值

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖,兩根相距l(xiāng)=1m平行光滑長金屬導(dǎo)軌電阻不計,被固定在絕緣水平面上,兩導(dǎo)軌左端接有R=2Ω的電阻,導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場,磁場寬度d相同且為0.6m,磁感應(yīng)強度大小B1=T、B2=0.8T,F(xiàn)有電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好,當(dāng)導(dǎo)體棒ab以m/s從邊界MN進(jìn)入磁場后始終作勻速運動,求:

⑴導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場B1時拉力的功率;
⑵導(dǎo)體棒ab經(jīng)過任意一個B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量;
⑶導(dǎo)體棒ab勻速運動過程中電阻R兩端的電壓有效值。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,勻強磁場豎直向上穿過水平放置的金屬框架,框架寬為L,右端接有電阻為R,磁感應(yīng)強度為B,一根質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒受到外力沖量后,以的初速度沿框架向左運動,棒與框架的動摩擦因數(shù)為,測得棒在整個運動過程中,通過任一截面的電量為q,求:(1)棒能運動的距離?(2)R上產(chǎn)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,相距為d的兩水平線L1和L2分別是水平向里的勻強磁場的邊界,磁場的磁感應(yīng)強度為B,正方形線框abcd邊長為L(L<d)、質(zhì)量為m。將線框在磁場上方高h(yuǎn)處由靜止開始釋放,當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場時速度為V0,cd邊剛穿出磁場時速度也為V0。從ab邊剛進(jìn)入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個過程中(      )
A.線框一直都有感應(yīng)電流B.線框有一階段的加速度為g
C.線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)D.線框做過減速運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量為m=0.1kg的鋁框,用絕緣細(xì)線懸掛起來,框中心距地面高h(yuǎn)=0.8m,有一質(zhì)量M=0.2kg的磁鐵以10m/s的水平速度沿框中心穿過鋁框,落在距鋁框原位置水平距離s=3.6m處,則在磁鐵與鋁框發(fā)生相互作用時:

(1)鋁框向哪邊偏轉(zhuǎn)?它能上升多高?
(2)在磁鐵穿過鋁框過程中,框中產(chǎn)生多少電能?

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同步練習(xí)冊答案