如圖所示,寬度為L=0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=1.0 Ω的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.2 T.一根質(zhì)量為m=10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計.現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動,速度為v=5.0 m/s,在運(yùn)動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直.求:

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動50 cm時撤去拉力,求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q
(1)0.2A   (2)0.008N     (3)0.129J

試題分析:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
代入數(shù)據(jù)解得:
由歐姆定律得:感應(yīng)電流為:,解得:
(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動,安培力與拉力平衡,由平衡條件得:,解得:
(3)因?qū)w棒勻速運(yùn)動,所以導(dǎo)體棒移動50cm的時間為:
根據(jù)焦耳定律得:導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時產(chǎn)生的焦耳熱   代入數(shù)據(jù)解得:
根據(jù)能量守恒得:撤去拉力后產(chǎn)生的焦耳熱   解得:
所以整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量:
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生活及生產(chǎn)中的應(yīng)用非常普遍,下列不屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用的是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導(dǎo)軌的間距l(xiāng)=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的電阻.質(zhì)量m=0.10 kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,電阻r=0.25 Ω.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1. 0 T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F,使之由靜止開始運(yùn)動,運(yùn)動過程中電路中的電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.電路中其他部分電阻忽略不計,g取10 m/s2.求:
 
(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大。
(2)3.0 s末力F的瞬時功率;
(3)已知0~4.0 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.64 J,試計算F對金屬棒所做的功.

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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,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為θ, N、Q兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上,桿ab由靜止釋放,下滑距離x時達(dá)到最大速度。重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計,桿與導(dǎo)軌接觸良好。求:
⑴桿ab下滑的最大加速度;
⑵桿ab下滑的最大速度;
⑶上述過程中,桿上產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖甲所示,電阻不計的“”形光滑導(dǎo)體框架水平放置,導(dǎo)體框處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T,有一導(dǎo)體棒AC橫放在框架上且與導(dǎo)體框架接觸良好,其質(zhì)量為m=0.2kg,電阻為R=0.8,現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導(dǎo)體棒,輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連,物體D的質(zhì)量為M=0.2kg,電動機(jī)內(nèi)阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A,電動機(jī)牽引原來靜止的導(dǎo)體棒AC平行于EF向右運(yùn)動,其運(yùn)動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示,其中OM段為曲線,MN段為直線。(取g=10m/s2)求:

(1)電動機(jī)的輸出功率;
(2)導(dǎo)體框架的寬度; 
(3)導(dǎo)體棒在變速運(yùn)動階段產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,磁帶錄音機(jī)可用作錄音,也可用作放音,其主要部件為可勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b.下面對于它們在錄音、放音過程中主要工作原理的描述,正確的是  (    )
A.放音的主要原理是電磁感應(yīng),錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng)
B.錄音的主要原理是電磁感應(yīng),放音的主要原理是電流的磁效應(yīng)
C.放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用
D.放音和錄音的主要原理都是電磁感應(yīng)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場; 一個邊長也為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直; 虛線框?qū)蔷ab與導(dǎo)線框的一條邊垂直,ba的延長線平分導(dǎo)線框.在t=0時, 導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向開始進(jìn)入磁場區(qū)域,直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域.以i表示導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的強(qiáng)度,取逆時針方向為正.下列表示i-t關(guān)系的圖示中,可能正確的是:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個“∠”形導(dǎo)軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,a是與導(dǎo)軌材料相同、粗細(xì)相同的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。在外力作用下,導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運(yùn)動,以導(dǎo)體棒在右圖所示位置的時刻作為時間的零點(diǎn),下列物理量隨時間變化的圖像可能正確的是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3 m/s進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時開始計時t=0,此時線框中感應(yīng)電動勢為1 V,在t=3 s時刻線框到達(dá)2位置開始離開勻強(qiáng)磁場.此過程中v-t圖象如圖乙所示,那么(   )
A.t=0時線框右側(cè)的邊兩端M、N間電壓為0.25 V
B.恒力F的大小為1.0 N
C.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s
D.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

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