如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V,內(nèi)電阻r=0.5Ω,AB=0.5m,AB電阻R=0.1Ω。固定框架的電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T。S閉合前AB靜止。金屬框?qū)?i>AB的滑動(dòng)摩擦力為0.25N。

(1)電鍵S閉合后,當(dāng)AB的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí),電路中的電流多大?
(2)AB的最大速度多大?
(3)當(dāng)AB速度達(dá)最大后,電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能?通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證,能的轉(zhuǎn)化是否符合守恒定律?
(1) 1A (2)3.6m/s(3) 能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律

試題分析:(1)對(duì)AB,受力分析如圖,當(dāng)AB所受合外力為零時(shí),AB速度達(dá)到穩(wěn)定且最大。
此時(shí)f=F=BIL      ①(1分)
I==1A   ②(2分)

(2)設(shè)AB最大速度為V,此時(shí)AB切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E',
依法拉第電磁感應(yīng)定律得:E'="BLV"       ③ (1分)
依全電路歐姆定律得:I=      ④  (1分)
由③④得:V=  ⑤(2分)
(3)導(dǎo)體AB速度達(dá)最大后,電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為回路的電熱和AB與金屬框摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。          ⑥   (1分)
電源消耗的功率:
P=IE=1×1.5W=1.5W           ⑦    (1分)
回路產(chǎn)生的熱功率:
P熱="I2(R+r)=12×(0.1+0.5)W=0.6W"      ⑧    (1分)
AB克服摩擦力做功的功率:
P'=fV=0.25×3.6W=0.9W           ⑨(1分)
由⑦⑧⑨可知,P= P熱+P'。
可見(jiàn),能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律            ⑩(1分)
點(diǎn)評(píng):做此類型的關(guān)鍵是對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)分析,根據(jù)閉合回路歐姆定律分析解題
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

(12分)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“n”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng),已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T(磁場(chǎng)無(wú)限大),線框的CD邊長(zhǎng)為l1=20 cm,CE、DF邊長(zhǎng)均為l2=10 cm,線圈電阻r=1 Ω,轉(zhuǎn)速為50 r/s. 外電路電阻R=4 Ω,若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值;
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);
(3)交流電壓表的示數(shù);
(4)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖4乙所示.以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?,則圖4丙中能正確表示線圈中電流I隨時(shí)間t變化規(guī)律的是(  )

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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,導(dǎo)體框內(nèi)有一垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.12T,框架中的電阻R1=3Ω,R2=2Ω,其余部分電阻均不計(jì),導(dǎo)體棒AB在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為0.5m,當(dāng)AB以10m/s速度勻速沿著導(dǎo)體框移動(dòng)時(shí),試求:

(1)通過(guò)R2上的電流I2多大?
(2)保持棒AB勻速運(yùn)動(dòng)所需外力F多大?

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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,n=10匝的邊長(zhǎng)為10cm的正方形線圈abcd繞對(duì)稱軸OO/在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),已知轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=20rad/s,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T,外電阻R=6Ω,線圈的電阻r=4Ω。圖示位置線圈平面與磁感線平行。求:
(1)從如圖位置開(kāi)始計(jì)時(shí),寫出感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式;
(2)交流電壓表的示數(shù);
(3)從如圖位置開(kāi)始,轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中通過(guò)線圈某橫截面的電量。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d=0.5m,導(dǎo)軌左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為2Ω的電阻R連接,右端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為4Ω的小燈泡L連接。在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),CE長(zhǎng)為2m,CDFE區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,在t=0時(shí),一阻值為2Ω的金屬棒在水平恒力F作用下由靜止開(kāi)始從AB位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),在金屬棒從AB位置運(yùn)動(dòng)到EF位置的過(guò)程中,小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化,求:

(1)通過(guò)小燈泡的電流大小  
(2)恒力F的大小  
(3)4s末金屬棒的速度大小   
(4)金屬棒的質(zhì)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,平行導(dǎo)軌間的距離為d,一端跨接一個(gè)電阻R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面.一根足夠長(zhǎng)的金屬棒水平放在導(dǎo)軌上.金屬棒的電阻為r,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時(shí),通過(guò)電阻R的電流為(  )
A.B.
C.電流方向a→R→b D.電流方向b→R→a

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),bc段的電阻為R,其它電阻均可忽略。ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿,桿長(zhǎng)為l,質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab cd保持良好接觸,又能沿它們無(wú)摩擦地滑動(dòng)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與框面垂直。現(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef,當(dāng)ef勻速上升時(shí),其速度的大小為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)的矩形線框abcd與直導(dǎo)線位于同一平面,當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流發(fā)生如圖所示的變化時(shí)(圖中所示電流方向?yàn)檎较颍,線框中的感應(yīng)電流與線框受力情況為
A.t1到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向右
B.t1到t2時(shí)間內(nèi),線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向左
C.在t2時(shí)刻,線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda,線框受力向右
D.在t3時(shí)刻,線框內(nèi)電流最大,線框受力最大

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