【題目】如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動,t0時刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求:

(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小;

(2)電阻的阻值。

【答案】12

【解析】試題分析:(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得

ma=F-μmg①

設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時的速度為v,由運動學(xué)公式有

v=at0

當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運動時,由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動勢為

E=Blv③

聯(lián)立①②③式可得

E=Blt0

2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運動時,金屬桿的電流為I,根據(jù)歐姆定律

I=

式中R為電阻的阻值。金屬桿所受的安培力為

f=BIl⑥

因金屬桿做勻速運動,由牛頓運動定律得

F–μmg–f=0⑦

聯(lián)立④⑤⑥⑦式得

R=

練習(xí)冊系列答案
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A. 1

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C. 1∶3

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1某同學(xué)欲測量一節(jié)干電池的電壓,下述操作正確的是 填字母

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D選擇檔位歐姆調(diào)零表筆接觸電池兩極其中黑表筆接觸正極).讀數(shù)

2該同學(xué)欲測量如圖甲所示插座的電壓,則應(yīng)把多用電表的選擇開關(guān)打到如圖乙所示的 位置選填A(yù)、B、C、Q

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