如圖所示,足夠長的水平導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m,電阻忽略不計,定值電阻
R=2Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面,一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上,該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,導(dǎo)體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運(yùn)動,(g取10m/s2).求:
(1)導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中的最大速度V為多少?
(2)若導(dǎo)體捧從開始運(yùn)動到剛開始勻速運(yùn)動這一過程中滑行的位移為20米,求此過
程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過電阻R的電量q各為多少?
(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時速度最大,
導(dǎo)體棒受到的安培力:FB=BIL=
B2L2v
R+r
,
由平衡條件得:μmg+
B2L2v
R+r
=F,
解得:v=5m/s;
(2)在整個過程中,由能量守恒定律得:
Fs=
1
2
mv2+μmgs+Q,解得:Q=1.5J;
由法拉第電磁感應(yīng)定律得,感應(yīng)電動勢:
.
E
=
△Φ
△t
=
BLs
△t

感應(yīng)電流:I=
.
E
R+r
=
BLs
(R+r)△t
,
通過R的電荷量:q=I△t,
解得:q=2C;
答:(1)導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中的最大速度為5m/s.
(2)回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J,流過電阻R的電量為2C.
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:問答題

金屬滑桿ab連著一彈簧,水平地放置在兩根互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌cd、ef上,如圖所示,垂直cd與ef有勻強(qiáng)磁場,磁場方向如圖所示,合上開關(guān)S,彈簧伸長2cm,測得電路中電流為5A,已知彈簧的勁度系數(shù)為20N/m,ab的長為L=0.1m.求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

足夠長光滑導(dǎo)軌,豎直放置在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,已知導(dǎo)軌寬L=0.5m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T.有阻值為0.5Ω,質(zhì)量為0.2kg的導(dǎo)體棒AB緊挨導(dǎo)軌,沿著導(dǎo)軌由靜止開始下落,如圖所示,設(shè)串聯(lián)在導(dǎo)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(dǎo)體棒AB在下落過程中達(dá)到的最大速度為多少?
(2)當(dāng)導(dǎo)體棒AB的速度為3m/s時,求此時棒的加速度?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,電動機(jī)牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與框架平面垂直.當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時,獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J,電動機(jī)牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A,電動機(jī)內(nèi)阻r為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,求:
(1)電動機(jī)的輸出功率:
(2)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度
(3)導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度所需要的時間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,若不計滑軌的電阻,當(dāng)導(dǎo)線MN在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中向右作勻加速運(yùn)動時,下列結(jié)論中正確的是( 。
A.線圈L2中的電流方向與圖中所標(biāo)方向相反
B.電流計G中無電流通過
C.電流計G中有電流通過,方向從a到b
D.電流計G中有電流通過,方向從b到a

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L,它們的右端與電容為C的電容器的兩極板分別相連,直導(dǎo)線ab放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相交并且沿導(dǎo)軌滑動,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面.閉合開關(guān)S,若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負(fù)電荷,則ab向______沿導(dǎo)軌滑動(填“左”、“右”);如電容器的帶電荷量為q,則ab滑動的速度v=______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,固定于水平面的U型金屬導(dǎo)軌abcd,電阻不計,導(dǎo)軌間距L=1.0m,左端接有電阻R=2Ω.金屬桿PQ的質(zhì)量m=0.2Kg,電阻r=1Ω,與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2,滑動時保持與導(dǎo)軌垂直.在水平面上建立x0y坐標(biāo)系,x≥0的空間存在豎直向下的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度僅隨橫坐標(biāo)x變化.金屬桿受水平恒力F=2.4N的作用,從坐標(biāo)原點(diǎn)開始以初速度v0=1.0m/s向右作勻加速運(yùn)動,經(jīng)t1=0.4s到達(dá)x1=0.8m處,g取10m/s2
求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度與橫坐標(biāo)x應(yīng)滿足的關(guān)系;
(2)金屬桿運(yùn)動到x1處,PQ兩點(diǎn)間的電勢差;
(3)金屬桿從開始運(yùn)動到B=
3
2
T處的過程中克服安培力所做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌,間距為L=30cm,處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=10T的勻強(qiáng)磁場中.一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上,在外力作用下向左以v=8m/s做勻速直線運(yùn)動.現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.64Kg、每邊電阻為r=10Ω、邊長為s=20cm的正方形金屬框abcd用一個插銷拴著,固定置于豎直平面內(nèi),兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B=10T的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框向里,不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力,g=10m/s2求:
(1)通過ab邊的電流Iab
(2)導(dǎo)體桿ef所受外力F的大小;
(3)通過計算說明,拔掉插銷后,金屬框abcd處于什么運(yùn)動狀態(tài)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在傾角為口的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域Ⅰ磁場方向垂直斜面向下,區(qū)域Ⅱ磁場方向垂直斜面向上,磁場寬度均為L,一個質(zhì)量為m,電阻為R,邊長也為L的正方形線框,由靜止開始下滑,沿斜面滑行一段距離后ab邊剛越過ee′進(jìn)入磁場區(qū)域時,恰好做勻速直線運(yùn)動,若當(dāng)ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置時,線框又恰好做勻速直線運(yùn)動.求:
(1)當(dāng)ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置時做勻速直線運(yùn)動的速度v.
(2)當(dāng)ab邊剛越過ff′進(jìn)入磁場區(qū)域Ⅱ時,線框的加速度a.
(3)線框從ab邊開始進(jìn)入磁場Ⅰ至ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置的過程中產(chǎn)生的熱量Q.

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