20．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距L=0.50m，左端接一電阻R=0.10Ω，方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.40T，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當(dāng)ab以v=4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，求：
（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小，并指出a、b哪端電勢高；
（2）回路中感應(yīng)電流的大小；
（3）維持ab棒做勻速運動的水平力F的大�。�

分析 （1）導(dǎo)體垂直切割磁感線，由磁感應(yīng)強度B、長度L、速度v，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動勢；
（2）ab相當(dāng)于電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應(yīng)電流大��；
（3）ab棒做勻速運動，水平外力F與安培力平衡，根據(jù)安培力公式F=BIL求解．

解答 解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，ab棒中的感應(yīng)電動勢為：
 E=Blv=0.40×0.50×4.0 V=0.8 V
根據(jù)右手定則可知，電流由b到a，因?qū)w棒視為電源，故a端電勢高；
（2）感應(yīng)電流大小為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.8}{0.1}$=8 A
（3）由于ab棒受安培力為：F=BIL=0.4×8×0.5N=1.6 N，故由平衡條件知外力的大小也為1.6N．
答：（1）ab棒中感應(yīng)電動勢的大小是0.8V；a端電勢高；
（2）回路中感應(yīng)電流的大小是8A；
（3）維持ab棒做勻速運動的水平外力F的大小是1.6N．

點評 本題是電磁感應(yīng)、電路和磁場知識的綜合，關(guān)鍵要掌握電磁感應(yīng)與電路的基本規(guī)律，并能熟練運用．同時明確導(dǎo)體棒受力平衡，拉力與安培力等大反向．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．從古至今，光作為人類生存的必不可少的元素，其作用一直為人們所重視．如何充分利用光，為人類創(chuàng)造一個良好的生活環(huán)境，并為人類的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻，已成為一個重要的研究課題．以下關(guān)于光的說法正確的是（　�。�
A．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光線和折射光線都是偏振光，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波
B．在同一種均勻物質(zhì)中，不同波長的光波的傳播速度不一樣，波長越短，波速越快
C．激光具有高度的相干性、平行度好、亮度高的特點
D．光也是一種電磁波，它可以像無線電波那樣，作為載體傳遞信息
E．光是從物質(zhì)的原子中發(fā)射出來的．紅外線、可見光、紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的，γ射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的，倫琴射線是原子核受到激發(fā)產(chǎn)生的

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角為θ=30°，質(zhì)量為m=0.2kg，長為L=1.0m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，導(dǎo)體棒電阻為r=1Ω，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，導(dǎo)體棒從開始滑動一直運動到底端的v-t圖象如乙圖所示．求：
（1）磁感應(yīng)強度的大��；
（2）ab棒在整個運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖所示，猴子的質(zhì)量為m，開始時猴子停在用繩懸吊的質(zhì)量為M的木桿下端，當(dāng)繩子突然斷開時，猴子沿木桿以加速度a（相對地面）向上加速爬行，則此時木桿相對地面的加速度大小為（　　）
A．gB．$\frac{M}{m}$gC．g+$\frac{m}{M}$（g+a）D．$\frac{M+m}{M}$g

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖所示，在水平面上固定有兩平行長直導(dǎo)軌，右端接一電阻R=1.2Ω，導(dǎo)軌內(nèi)有一方向豎直向上，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T的勻強磁場，磁場區(qū)域為曲線方程y=sin（$\frac{π}{4}$x）（x、y的單位均為m）與x軸所圍的空間，其中0≤x≤4m，一質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.3Ω、長度大于1m的金屬棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上并在水平拉力作用下從x=0處以速度v=3m/s沿x軸正方向做勻速直線運動，棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，導(dǎo)軌電阻不計，取g=10m/s2，求：
（1）金屬棒通過磁場過程中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢Em；
（2）金屬棒通過磁場的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）金屬棒在磁場中運動的過程中水平拉力做的功W．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體（物體與彈簧不連接），初始時物體處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示（g=10m/s2），則下列結(jié)論正確的是（　　）
A．物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)
B．彈簧的勁度系數(shù)為7.5 N/cm
C．物體的質(zhì)量為2 kg
D．物體的加速度大小為15 m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．重力不計的帶電粒子垂直于勻強磁場方向射入勻強磁場，粒子將在勻強磁場中做（　�。�
A．勻速直線運動B．勻速圓周運動C．平拋運動D．勻減速直線運動

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．如圖所示，A、B兩點在同一條豎直線上，B、C兩點在同一條水平線上．現(xiàn)將甲、乙、丙三個小球分別從A、B、C三點水平拋出，若三個小球同時落在水平面上的D點，則以下關(guān)于三個小球運動的說法正確的是（　�。�
A．三個小球在空中的運動時間一定是t乙=t丙＞t甲
B．甲小球先從A點拋出，丙小球最后從C點拋出
C．三個小球拋出時的初速度大小一定是v甲＞v乙＞v丙
D．從A、B、C三點水平拋出的小球甲、乙、丙落地時的速度方向與水平方向之間夾角一定滿足θ丙＞θ乙＞θ甲

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖所示，現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E1=-13.6eV，氫原子處于基態(tài)時電子繞核運動的軌道半徑為r1，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10-34J•s，rn=n2r1，n為量子數(shù)，則：
（1）電子在n=4的軌道上運動的動能是多少？
（2）電子實際運動中有題中所說的軌道嗎？

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