如圖10所示,寬度、足夠長的平行此光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上,導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場,磁場方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直。一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好,且可自由滑動(dòng),導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計(jì)。電源電動(dòng)勢E=3.0V,內(nèi)阻可忽略不計(jì),重力加速度g取10m/s2。當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),導(dǎo)體棒恰好靜止不動(dòng)。

(1)求S1閉合,S2斷開時(shí),導(dǎo)體棒所受安培力的大小;
(2)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度=5.0m/s2時(shí),導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的大;
(3)將S1斷開,S2閉合,使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小。
 (1)F1=0.20N  (2)E1=1.5V  (3)vm=30m/s
(1)當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),
導(dǎo)體棒靜止,通過導(dǎo)體棒的電流
A     ………………………2分
此時(shí)導(dǎo)體棒所受安培力 F1=BI1L=0.20N……2分
(2)當(dāng)S1閉合,S2斷開時(shí),導(dǎo)體棒靜止,
有G=F1=0.20N…………………………………2分
設(shè)S1斷開,S2閉合的情況下,導(dǎo)體棒加速度a=5.0m/s2時(shí),其所受安培力為F2,速度為v1,通過導(dǎo)體棒的電流為I2,導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E1。
根據(jù)牛頓第二定律有G-F2=ma,解得F2=0.10N…………………2分
由F2=BI2L,解得I2=1.0A…………………………………2分
根據(jù)歐姆定律有E1= I2R,解得E1=1.5V……………………2分
(3)將S1斷開,S2閉合,導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體棒所受重力與安培力平衡時(shí),導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大,設(shè)最大速度為vm。……………2分
所以有,解得m/s……………2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

(2010·浙江卷)19. 半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接,兩板間距為d,如圖(上)所示。有一變化的磁場垂直于紙面,規(guī)定向內(nèi)為正,變化規(guī)律如圖(下)所示。在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì),電荷量為q的靜止微粒,則以下說法正確的是(   )
A.第2秒內(nèi)上極板為正極
B.第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極
C.第2秒末微;氐搅嗽瓉砦恢
D.第3秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為0.2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

 一個(gè)勻強(qiáng)磁場的邊界是MN,MN左側(cè)無磁場,右側(cè)是范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,如圖甲所示.現(xiàn)有一個(gè)金屬線框沿ab方向以恒定速度從MN左側(cè)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域.線框中的電流隨時(shí)間變化的I-t圖象如圖乙所示.則可能的線框是如圖丙所示中的哪一個(gè)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列應(yīng)用利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是
A.白熾燈發(fā)光B.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
C.電子束的磁偏轉(zhuǎn)D.發(fā)電機(jī)發(fā)電

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動(dòng)變阻器連接成如圖所示的電路。若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng),下面的說法中正確的是
 
A.穿過線圈a的磁通量變大
B.線圈a有收縮的趨勢
C.線圈a中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
D.線圈a對水平桌面的壓力FN將增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

右圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖,上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真室室中做圓周運(yùn)動(dòng)。上圖為側(cè)視圖,下圖為真空室的俯視圖。電子從電子槍右端逸出(不計(jì)初速度)后,在真空室中沿虛線被加速,然后擊中電子槍左端的靶,下列說法正確的是
A.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
B.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向
C.通過電磁鐵導(dǎo)線的電流應(yīng)逐漸減小
D.通過電磁鐵導(dǎo)線的電流應(yīng)逐漸增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖(甲)所示,在勻強(qiáng)磁場中放一電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌跟大線圈M相接,小閉合線圈N在大線圈M包圍中,導(dǎo)軌上放一根光滑的金屬桿ab,磁感線垂直于導(dǎo)軌所在平面。小閉合線圈N通有順時(shí)針方向的電流,該電流按下列圖(乙)中哪一種圖線方式變化時(shí),最初一小段時(shí)間t0內(nèi),金屬桿ab將向右做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)(    )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖,上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng).上圖為側(cè)視圖,下圖為真空室的俯視圖,電子從電子槍右端逸出(不計(jì)初速度),當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時(shí),使電子在真空室中沿虛線加速擊中電子槍左端的靶,下列說法中正確的是
A.真空室中磁場方向豎直向上B.真空室中磁場方向豎直向下
C.電流應(yīng)逐漸減小D.電流應(yīng)逐漸增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖10所示,水平面上的兩根光滑金屬桿ab、cd構(gòu)成平行導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的寬度L=0.4m,處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T.電阻R=0.4Ω.導(dǎo)體棒e f沿導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動(dòng),速度v=5m/s.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì).求:

(1)導(dǎo)體棒 e f切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小;
(2)通過電阻R的電流的大小和方向.
(3)導(dǎo)體棒 e f所受安培力的大小

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