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(10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,方向為:;(2)0.02N;方向向左;(3)0.32V。

解析試題分析:(1)金屬棒做切割磁感線運動時,
產生的感應電動勢為E=Bhv=0.5T×0.1m×4.0m/s=0.2V (2分)
根據歐姆定律得,電阻R中的電流強度大小A,   (1分)
再由右手定則可判斷出,感應電流的方向由d到c,故通過電阻R的電流方向為: (1分)
(2)由安培力的計算公式可得F=BIh=0.02N, (2分)
故使金屬棒做勻速運動的外力F=F=0.02N,
方向通過左手定則判斷得出向左 (1分)
(3)金屬棒ab兩端點間的電動勢Eab=BLv=0.5T×0.2m×4.0m/s=0.4V (1分)
故金屬棒ab兩端點間的電勢差Uab=Eab-Ihr=0.32V (2分)
考點:感應電動勢的計算,歐姆定律的應用,安培力的計算等。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導軌相連,勻強磁場與導軌平面垂直。一質量為m.有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后,流經電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中,導體棒與導軌接觸良好,且始終保持水平,不計導軌的電阻。求:

(1)磁感應強度的大小B;
(2)電流穩(wěn)定后,導體棒運動速度的大小
(3)流經電流表電流的最大值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37º,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源,F把一個質量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止。導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導軌的其它電阻不計,g取10m/s2。已知sin37º=0.60,cos37º=0.80,試求:

⑴通過導體棒的電流;
⑵導體棒受到的安培力大;
⑶導體棒受到的摩擦力的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,在勻強磁場中有一個“n”形導線框可繞AB軸轉動,已知勻強磁場的磁感應強度B= T(磁場無限大),線框的CD邊長為l1=20 cm,CE、DF邊長均為l2=10 cm,線圈電阻r=1 Ω,轉速為50 r/s. 外電路電阻R=4 Ω,若從圖示位置開始計時,

(1)轉動過程中感應電動勢的最大值;
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60°角時的瞬時感應電動勢;
(3)交流電壓表的示數;
(4)周期內通過R的電荷量為多少?

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科目:高中物理 來源: 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,磁感應強度為B,一根質量為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上產生的熱量?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(20分)如圖所示,相互平行的足夠長的光滑絕緣軌道MN和PQ水平固定,有一質量為m、電阻為R的水平導體框abcd(其長度ab=cd=L1寬度ad=bc=L2)可沿軌道滑動,滑動時ab、cd邊始終保持與軌道垂直。軌道所在空間存在豎直方向的磁場,其磁感應強度B的大小沿x坐標正向(水平向右)按B=kx(k為已知的常數)隨坐標x成正比增強,F對導體框施加一大小恒為F的外力,使它由靜止開始從坐標原點O開始向右運動,問:

⑴若從上往下看,框中的感應電流方向為順時針方向,那么磁場方向如何?導體框的運動情況如何?試定性作出描述。
⑵當導體框向右運動的速度為v時,框中的電流為多大?
⑶導體框向右運動能提供的最大電功率為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩條足夠長的平行光滑金屬導軌豎直固定放置,導軌電阻不計,其間距為L=2m。在兩導軌之間有磁感應強度為B=0.5T的勻強磁場,其方向垂直導軌所在的豎直面水平向外。金屬棒ab的質量為m1=2kg,金屬棒cd的質量為m2=1kg,ab和cd都與導軌垂直放置,且其長度剛好都和導軌寬度相同,ab和cd的電阻之和為R=1Ω。開始時使ab和cd都靜止。當ab棒在豎直面向上的外力作用下,以加速度大小為a1=1m/s2沿兩導軌所在的豎直面向上開始做勻加速運動的同時,cd棒也由靜止釋放。ab棒和cd棒在運動過程中始終和導軌垂直,且和導軌接觸良好。重力加速度為g=10m/s2。試求:

(1)當cd棒沿兩導軌所在的豎直面向下運動的加速度大小為a2=2m/s2時,作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率;
(2)當cd棒沿兩導軌所在的豎直面向下運動的速度最大時,作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,導體框架的平行導軌間距d=1m,框架平面與水平面夾角=30°,勻強磁場方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,導體棒ab的質量m=0.2kg,R=0.1,水平跨在導軌上,且可無摩擦滑動(g取10m/s2)求:

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑時,ab棒上的電熱功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示電路中,電源電動勢為E,線圈L的電阻不計.以下判斷不正確的是(  )

A.閉合S穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為E 
B.閉合S穩(wěn)定后,電容器的a極板不帶電 
C.斷開S后的很短時間里,電容器的a極板將帶正電 
D.斷開S后的很短時間里,電容器的a極板將帶負電 

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