如圖所示,在水平面內(nèi)固定著足夠長(zhǎng)且光滑的平行金屬軌道,軌道間距L=0.50m,軌道左側(cè)連接一定值電阻R=0.80Ω.將一金屬直導(dǎo)線ab垂直放置在導(dǎo)軌上形成閉合回路,導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω,回路中其余電阻不計(jì).整個(gè)電路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.60T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,B的方向與軌道平面垂直.導(dǎo)線ab在水平向右的拉力F作用下,沿力的方向以加速度a=3.0m/s2由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求:
(1)4s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小;
(2)4s末通過R電流的大小和方向;
(3)4s末,作用在ab金屬桿上的水平拉力F的瞬時(shí)功率.
(1)導(dǎo)線ab由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),4s末速度,
v=at
導(dǎo)線ab切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),
E=BLv
解得:E=BLat=0.6×0.5×3×4V=3.6V
(2)通過R的電流I=
E
R+r

代入數(shù)據(jù)解得:I=
3.6
0.8+0.2
A=3.6A,
由右手定則判斷可知R中感應(yīng)電流方向由d到c.
(3)由牛頓第二定律得:
F-F=ma
安培力F=BIL
代入解得:F=BIL+ma=0.6×3.6×0.5+0.1×3=1.38(N)
4s末水平拉力F的瞬時(shí)功率
P=F?v
代入數(shù)據(jù)解得:P=1.38×3×4W=16.56W
答:
(1)4s末的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3.6V;
(2)4s末通過R電流的大小為3.6A,方向由d到c;
(3)4s末,作用在ab金屬桿上的水平拉力F的瞬時(shí)功率為16.56W.
練習(xí)冊(cè)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

如圖所示,一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈,從h1=5m的高處由靜止開始下落,然后進(jìn)入高度為h2(h2>L)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng).線圈的下邊通過磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s.取g=10m/s2
(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.
(2)求線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間,線圈的加速度的大小和方向.
(3)在線圈的下邊通過磁場(chǎng)的過程中,線圈中產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少?通過線圈的電荷量q是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長(zhǎng)為2L,高為L(zhǎng).在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng),左側(cè)小三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,右側(cè)小三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎,則圖乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是(  )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,相距為d的兩條水平虛線分別是水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上下邊界,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,正方形線框abcd的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>d)、質(zhì)量為m.將線框從磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止開始釋放,當(dāng)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度為v0,cd邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框的速度也為v0.從ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛穿出磁場(chǎng)的整個(gè)過程中( 。
A.線框中一直都有感應(yīng)電流
B.線框在某一階段的加速度為g
C.做過一段減速運(yùn)動(dòng)
D.線框產(chǎn)生的熱量為mg(d+h+L)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一寬L=10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,一長(zhǎng)為3L、寬為L(zhǎng)的長(zhǎng)方形導(dǎo)線框處于紙面內(nèi),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=10cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域,在運(yùn)動(dòng)過程中,線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行,取導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t=0,逆時(shí)針為電流的正方向,下面的圖線中,能反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是( 。
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒?L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外.由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R.在線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v,勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.求:
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),ab中流過的電流及其兩端的電壓大小;
(2)在下面的乙圖中,畫出線框在穿過磁場(chǎng)的過程中,ab中電流I隨線框運(yùn)動(dòng)位移x的變化圖象,并在橫縱坐標(biāo)中標(biāo)出相應(yīng)的值.取線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)x=0,電流在線框中順時(shí)針流動(dòng)方向?yàn)檎?br/>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置有固定的abc金屬框架,導(dǎo)體棒ef在框架上勻速向右平移,框架和棒所用材料、橫截面積均相同,摩擦阻力忽略不計(jì).那么在ef,棒脫離框架前,保持一定數(shù)值的物理量是(  )
A.ef棒所受的拉力B.電路中的磁通量
C.電路中的感應(yīng)電流D.電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,ab和cd是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌,其間距為l,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.a(chǎn)c端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量為m,垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距bd端S處由靜止釋放,在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F,方向沿斜面向上的恒力把EF棒從bd位置由靜止推至距bd端S處,突然撤去恒力F,棒EF最后又回到bd端.已知金屬棒EF的電阻為r,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),求:
(1)EF棒下滑過程中的最大速度?
(2)EF棒自bd端出發(fā)又回到bd端的整個(gè)過程中,電阻R中產(chǎn)生的熱量是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線間的距離為l,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.a(chǎn)bcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈,ad與bc間的距離也為l.t=0時(shí)刻,bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域邊界重合.現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域.取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎,則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中,感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是(  )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案