光滑 U 形導軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，已知導軌寬L=0.5m，磁感應強度B=0.2T．有一電阻為零，質(zhì)量為0.01kg的導體棒AB緊挨導軌，沿著光滑導軌由靜止開始下落，如圖所示，設串聯(lián)在導軌中的電阻R阻值為2Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均不計．問：
（1）導體棒AB在下落過程中，AB棒的感應電流的方向和AB棒受到的磁場力的方向；
（2）當導體棒AB的速度為5m/s（設并未達到最大速度）時，其感應電動勢和感應電流的大小各是多少；
（3）當導體棒AB最終勻速下落時，其感應電流的大小是多少．（重力加速度取10m/s2）
分析：（1）AB棒的感應電流的方向由右手定則判斷，AB棒受到的磁場力的方向由左手定則判斷；
（2）感應電動勢由公式E=BLv求解，感應電流的大小由歐姆定律求解．
（3）當導體棒AB最終勻速下落時，重力與安培力平衡，根據(jù)平衡條件和安培力公式結合求解．
解答：解：（1）由右手定則：AB棒的感應電流方向由A指向B，
由左手定則：AB棒所受磁場力豎直向上，
（2）感應電動勢為 E=BLv=0.2×0.5×5V=0.5V
感應電流由歐姆定律得：I=
E
R
=
0.5
2
A=0.25A
（3）由AB勻速下落知，AB棒所受安培力F安=mg
且 F安=BIL
 I=
mg
BL
=
0.01×10
0.2×0.5
A=1A
答：（1）導體棒AB在下落過程中，AB棒的感應電流方向由A指向B，AB棒所受磁場力豎直向上．
（2）當導體棒AB的速度為5m/s時，其感應電動勢和感應電流的大小分別是0.5V、0.25A．
（3）當導體棒AB最終勻速下落時，其感應電流的大小是1A．
點評：在電磁感應現(xiàn)象中，右手定則、左手定則和楞次定律、安培力公式都是基本規(guī)律，關鍵要能正確運用，不混淆，需要加強訓練．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，電阻不計的光滑U形導軌水平放置，導軌間距d=0.5m，導軌一端接有R=4.0Ω的電阻．有一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1.0Ω的金屬棒ab與導軌垂直放置．整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.2T．現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab，使它以v=10m/s的速度向右做勻速運動．設導軌足夠長．
（1）求金屬棒ab兩端的電壓；
（2）求水平拉力F的大小
（3）若某時刻撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運動，求電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，電阻不計的光滑U形導軌水平放置，導軌間距d=0.5m，導軌一端接有R=4.0Ω的電阻．有一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1.0Ω的金屬棒ab與導軌垂直放置．整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.2T．現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab，使它以v=10m/s的速度向右做勻速運動．設導軌足夠長．求：
（1）求水平拉力的大小及金屬棒ab兩端的電壓Uab；
（2）若某時刻撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運動，求電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

豎直放置的光滑U形導軌寬0.5m，電阻不計，置于很大的磁感應強度是1T的勻強磁場中，磁場垂直于導軌平面向里，如圖所示，質(zhì)量為10g，電阻為1Ω的金屬桿PQ無初速度釋放后，緊貼光滑導軌下滑（始終能處于水平位置）．（取g=10m/s2）問：
 （1）PQ在下落中達到的最大速度多大？
（2）到通過PQ的電量達到0.2C時，PQ下落了多大高度？
（3）若PQ在下落中達到最大速度時，通過的電量正好為0.2C，則該過程中產(chǎn)生了多少熱量？

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科目：高中物理 來源：福建省三明市四地六校2010－2011學年高二下學期期中聯(lián)考協(xié)作卷物理試題 題型：038

光滑U形導軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，已知導軌寬L＝0.5 m，磁感應強度B＝0.2 T．有一電阻為零，質(zhì)量為0.01 kg的導體棒AB緊挨導軌，沿著光滑導軌由靜止開始下落，如圖所示，設串聯(lián)在導軌中的電阻R阻值為2 Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均不計．問：

(1)導體棒AB在下落過程中，AB棒的感應電流的方向和AB棒受到的磁場力的方向；

(2)當導體棒AB的速度為5 m/s(設并未達到最大速度)時，其感應電動勢和感應電流的大小各是多少；

(3)當導體棒AB最終勻速下落時，其感應電流的大小是多少．(重力加速度取10 m/s2)

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