水平軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2=8Ω的電阻，軌道間距L=1.0m，軌道很長(zhǎng)，軌道電阻不計(jì)．軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布，其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾染鶠?0cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1.0T，每段無磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾染鶠?0cm，導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1.0Ω，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以v=1.0m/s的速度始終向右勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）當(dāng)導(dǎo)體棒ab從左端進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域開始計(jì)時(shí)，設(shè)導(dǎo)體棒中電流方向從b流向a為正方向，通過計(jì)算后請(qǐng)畫出電流隨時(shí)間變化的i-t圖象；
（2）整個(gè)過程中流過導(dǎo)體棒ab的電流為交變電流，求出流過導(dǎo)體棒ab的電流有效值．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，通過閉合回路歐姆定律求出感應(yīng)電流的大小，根據(jù)右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向，從而作出電流與時(shí)間的變化圖象．
（2）根據(jù)電流的熱效應(yīng)，結(jié)合電流有效值的定義求出電流的有效值．
解答：解：（1）金屬棒在兩個(gè)磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=1.0×1.0×1.0V=1.0V．
金屬棒中的電流為：I=
E
R并+r
=
1.0
4+1
=0，2A．
流過金屬棒的電流隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示．

（2）電流流過金屬棒的周期為T=
s
v
=
40×10-2
1.0
=0.40s
由I有2RT=2I2R△t得，I有2=
2I2△t
T

所以I有=0.14A．
答：（1）電流隨時(shí)間變化的i-t圖象如圖所示．
（2）流過導(dǎo)體棒ab的電流有效值為0.14A．
點(diǎn)評(píng)：本題考查電磁感應(yīng)與電路的綜合，掌握切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式、閉合電路歐姆定律等知識(shí)，并能靈活運(yùn)用．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個(gè)系統(tǒng)組成．一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力．另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖．即在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B．列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣．兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩磁場(chǎng)的寬度均與線圈的ad邊長(zhǎng)相同．當(dāng)兩磁場(chǎng)Bl和B2同時(shí)沿軌道方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的總電阻為R．
（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v0作勻速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1時(shí)，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)列車的速度為v1，求兩磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)到列車開始運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間t0．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個(gè)系統(tǒng)組成。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，圖22就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動(dòng)裝置的原理示意圖。即在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣。兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩磁場(chǎng)的寬度均與線圈的ad邊長(zhǎng)相同。當(dāng)兩磁場(chǎng)Bl和B2同時(shí)沿軌道方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的總電阻為R。

（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v0作勻速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件；

（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；

（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1時(shí)，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)列車的速度為v1，求兩磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)到列車開始運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間t0。

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科目：高中物理 來源：2012年四川省資陽(yáng)市高三第二次高考模擬物理卷 題型：計(jì)算題

如圖是一種磁動(dòng)力電梯示意圖。在豎直方向有兩組很長(zhǎng)的平行軌道PQ、MN，軌道間有水平方向、交替排列的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場(chǎng)始終豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)（圖中轎廂未畫出）并與之絕緣。已知電梯滿載時(shí)連同金屬框的總質(zhì)量為2.35×103kg，所受阻力f=500N，金屬框垂直軌道的邊長(zhǎng)Lcd=2.0m，兩磁場(chǎng)的豎直寬度均與金屬框的高Lad相同，金屬框整個(gè)回路的電阻R=2.0×10-3Ω，取g=10m/s2。假如設(shè)計(jì)要求電梯滿載時(shí)能以v1=3.0m/s的速度勻速上升，求：

（1）圖示時(shí)刻（ab邊在磁場(chǎng)B1中，dc邊在磁場(chǎng)B2中）金屬框中感應(yīng)電流的大小及方向（方向用順時(shí)針或逆時(shí)針表示）；
（2）磁場(chǎng)向上運(yùn)動(dòng)速度v0的大��；
（3）該電梯滿載以速度v1向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的總功率。

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科目：高中物理 來源：北京期末題 題型：計(jì)算題

磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它具有兩個(gè)重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導(dǎo)電磁鐵提供）使車體在導(dǎo)軌上懸浮起來與軌道脫離接觸從而減小阻力。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬框相互作用，使車體獲得牽引力，下圖是實(shí)驗(yàn)列車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理示意圖。在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。在列車的底部固定著繞有N匝相同的閉合矩形金屬線圈，并且與之絕緣。整個(gè)線圈的總電阻為R，每個(gè)矩形金屬線圈abcd垂直軌道的邊長(zhǎng)Lab=L，且兩磁場(chǎng)的寬度均與金屬線圈ad的邊長(zhǎng)相同（列車的車廂在圖中未畫出）。當(dāng)兩磁場(chǎng)B1和B2同時(shí)沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的電阻為R。
（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v0作勻速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受總的阻力大小應(yīng)滿足的條件；
（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；
（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止沿水平向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1時(shí)，列車也正在以速度v1向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求兩磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)后到列車開始起動(dòng)所需要的時(shí)間t0。

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（12分）磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它具有兩個(gè)重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導(dǎo)電磁鐵提供）使車體在導(dǎo)軌上懸浮起來與軌道脫離接觸從而減小阻力。另一是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即利用磁場(chǎng)與固定在車體下部的感應(yīng)金屬框相互作用，使車體獲得牽引力，圖22是實(shí)驗(yàn)列車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理示意圖。在水平面上有兩根很長(zhǎng)的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=B。在列車的底部固定著繞有N匝相同的閉合矩形金屬線圈，并且與之絕緣。整個(gè)線圈的總電阻為R，每個(gè)矩形金屬線圈abcd垂直軌道的邊長(zhǎng)Lab=L，且兩磁場(chǎng)的寬度均與金屬線圈ad的邊長(zhǎng)相同（列車的車廂在圖中未畫出）。當(dāng)兩磁場(chǎng)Bl和B2同時(shí)沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)受到向右的磁場(chǎng)力，帶動(dòng)列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個(gè)線圈的電阻為R。

（1）假設(shè)用兩磁場(chǎng)同時(shí)水平向右以速度v0作勻速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，為使列車能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，列車所受總的阻力大小應(yīng)滿足的條件；

（2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，求維持列車運(yùn)動(dòng)外界在單位時(shí)間內(nèi)需提供的總能量；

（3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場(chǎng)由靜止沿水平向右做勻加速運(yùn)動(dòng)來起動(dòng)列車，當(dāng)兩磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1時(shí)，列車也正在以速度v1向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求兩磁場(chǎng)開始運(yùn)動(dòng)后到列車開始起動(dòng)所需要的時(shí)間t0。

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