3.如圖所示,導(dǎo)軌是水平的,間距L1=1m,ab桿與導(dǎo)軌左端的距離L2=2m.由導(dǎo)軌與ab桿所構(gòu)成的回路的總電阻R=0.2Ω,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T,重物的質(zhì)量M=0.4kg,用細(xì)繩通過(guò)定滑輪與ab桿的中點(diǎn)相連,各處的摩擦均可忽略不計(jì).現(xiàn)使磁場(chǎng)以$\frac{△B}{△t}$=0.2T/s的變化率均勻地增大,試求當(dāng)t為多少秒時(shí),M剛好離開地面?(取g=10m/s2

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),結(jié)合閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電流,抓住導(dǎo)體棒的安培力與重物的重力相等求出M剛好離開地面的時(shí)間.

解答 解:因?yàn)榇艌?chǎng)在變化,在閉合回路中產(chǎn)生的是感生電動(dòng)勢(shì),根據(jù)楞次定律和左手定則知ab受到的安培力方向向左,當(dāng)F≥Mg時(shí),重物將被拉起.
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感生電動(dòng)勢(shì)$E=\frac{△B}{△t}S=\frac{△B}{△t}{L}_{1}{L}_{2}$=0.2×1×2V=0.4V,
回路中的感應(yīng)電流為I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.4}{0.2}A=2A$,
ab桿所受的安培力F=BL1I=(B0+$\frac{△B}{△t}$t)L1I,
代入數(shù)據(jù)解得t=5s.
答:當(dāng)t為5s時(shí),M剛好離開地面.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=n$\frac{△B}{△t}$S,知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率恒定,感應(yīng)電流則恒定,根據(jù)共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.關(guān)于地球同步衛(wèi)星,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.如果需要,可以定點(diǎn)在北京的正上方
B.衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同
C.在軌道上運(yùn)行的線速度大于7.9km/s
D.所有同步衛(wèi)星離地面的高度可以不相等

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.“殲20”是我國(guó)自主研發(fā)的一款新型隱形戰(zhàn)機(jī).圖中虛曲線是某次“殲20”離開跑道加速起飛時(shí)(速率增大)的軌跡,虛直線是曲線上過(guò)飛機(jī)所在位置的切線,則飛機(jī)所受合外力可能是圖示四個(gè)力中的(  )
A.F1B.F2C.F3D.F4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

11.如圖所示,足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,寬度L=0.4m,一端連接R=1Ω的電阻,導(dǎo)軌所在的空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距,與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì).在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下,導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),速度v=5m/s,求:
(1)當(dāng)MN向右運(yùn)動(dòng)5s時(shí),通過(guò)R的電荷量q是多少?
(2)若將MN換為電阻為r=1Ω的導(dǎo)體棒,當(dāng)MN向右運(yùn)動(dòng)5s時(shí),電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少?其它條件不變.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.如圖所示,在水平面上有兩條光滑的長(zhǎng)直平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,電阻忽略不計(jì),導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面.質(zhì)量均為m的兩根金屬桿a、b放置在導(dǎo)軌上,a、b接入電路的電阻均為R.輕質(zhì)彈簧的左端與b桿連接,右端固定.開始時(shí)a桿以初速度v0向靜止的b桿運(yùn)動(dòng),當(dāng)a桿向右的速度為v時(shí),b桿向右的速度達(dá)到最大值vm,此過(guò)程中a桿產(chǎn)生的焦耳熱為Q,兩桿始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好,則b桿達(dá)到最大速度時(shí)( 。
A.b桿受到彈簧的彈力為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}(v-{v}_{m})}{2R}$
B.a桿受到的安培力為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}(v-{v}_{m})}{R}$
C.a、b桿與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為2Q
D.彈簧具有的彈性勢(shì)能為$\frac{1}{2}$mv02-$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mvm2-2Q

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.如圖所示,用一阻值為R的均勻細(xì)導(dǎo)線圍成的金屬環(huán)半徑為a,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直穿過(guò)金屬環(huán)所在平面.電阻為$\frac{R}{2}$的導(dǎo)體桿AB,沿環(huán)表面以速度v向右滑至環(huán)中內(nèi)時(shí),桿兩端的電勢(shì)差為( 。
A.BavB.$\frac{1}{2}$BavC.$\frac{2}{3}$BavD.$\frac{4}{3}$Bav

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.如圖所示,有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長(zhǎng),金屬桿和軌道電阻不計(jì),空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,一根質(zhì)量為m的金屬桿MN從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,流經(jīng)θ金屬棒的電流達(dá)到最大,金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度,則( 。
A.勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬桿的重力功率等于可變電阻R的發(fā)熱功率
B.加速過(guò)程中,金屬桿克服安培力做的功大于可變電阻R產(chǎn)生的焦耳熱
C.若B增大,金屬桿的最大速度將減小
D.若R增大,流經(jīng)金屬桿的最大電流經(jīng)減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里,極板間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動(dòng)變阻器通過(guò)平行導(dǎo)軌連接,電阻為R0的導(dǎo)體棒MN可在外力的作用下沿導(dǎo)軌從左向右做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位于a、b的中間位置且導(dǎo)體棒MN的速度為v0時(shí),位于電容器中P點(diǎn)的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).若不計(jì)摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻,各接觸處接觸良好,重力加速度為g,則下列判斷正確的是( 。
A.油滴帶負(fù)電荷
B.若將上極板豎直向上移動(dòng)距離d,油滴將向上加速運(yùn)動(dòng),加速度a=$\frac{g}{2}$
C.若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?v0,油滴將向上加速運(yùn)動(dòng),加速度a=$\frac{g}{2}$
D.若保持導(dǎo)體棒的速度為v0不變,而將滑動(dòng)觸頭置于a端,同時(shí)將電容器上極板向上移動(dòng)距離$\fraca7ec3ty{3}$,油滴仍將靜止

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.如圖所示,O為兩個(gè)等量異種電荷連線的中點(diǎn),B為連線上靠近+Q的一點(diǎn),A為連線中垂線上處于O點(diǎn)上方的一點(diǎn).若把一個(gè)試探電荷-q放入電場(chǎng)中的不同位置,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.O點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì)
B.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
C.試探電荷在O點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.試探電荷在O點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在B點(diǎn)受到的電場(chǎng)力

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