如圖，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，軌道的寬L=0.5m．軌道左端接R=0.4Ω的電阻．軌道處于磁感應(yīng)強度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強磁場中．導(dǎo)體棒ab在沿著軌道方向向右的力F=1.0N作用下，由靜止開始運動，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直，導(dǎo)體棒的電阻r=0.1Ω，軌道電阻不計．求：
（1）導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時，導(dǎo)體棒受到安培力的大小F安．
（2）導(dǎo)體棒能達到的最大速度大小vm．
（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E=BLv①
由閉合電路歐姆定律有：I=
E
R+r
 ②
由安培力公式有：F安=ILB③
聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)解得：F安=0.4N
（2）設(shè)導(dǎo)體棒達到最大速度vm時，產(chǎn)生的電動勢為E1，通過導(dǎo)體棒電流為I1，
根據(jù)受力平衡有：I1LB=F④
由法拉第電磁感應(yīng)定律有：E1=BLvm⑤
由閉合電路歐姆定律有：I1=
E1
R+r
 ⑥
聯(lián)立④⑤⑥并代入數(shù)據(jù)解得：Vm=12.5m/s
答：（1）導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時，導(dǎo)體棒受到安培力的大小0.4N．（2）導(dǎo)體棒能達到的最大速度大小12.5m/s．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，在光滑絕緣的水平面上有一個用一根均勻?qū)w圍成的正方形線框abcd，放在磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下的勻強磁場的左邊，圖中虛線MN為磁場的左邊界．線框在拉力F的作用下向右運動，其中ab邊保持與MN平行，則下列說法正確的是（　�。�
A．進入磁場的過程線框受到的安培力向右
B．進入磁場的過程a點電勢高于b點
C．進入磁場的過程若要線框做勻速直線運動，則F變大
D．進入磁場后若要線框做勻速直線運動拉力為零

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，一質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒ab可沿接有電阻R=1Ω的足夠長的豎直導(dǎo)體框架無摩擦地滑動，框架間距L=50cm，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T，方向如圖示，其余電阻均不計．若棒ab由靜止開始沿框架下落，且與框保持良好接觸，那么在下落的前一階段，棒ab將做______運動，當(dāng)棒ab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度v=______．（g=10m/s2）

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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，然后進入高度為h2（h2＞L）的勻強磁場．下邊剛進入磁場時，線圈正好作勻速運動．線圈的下邊通過磁場所經(jīng)歷的時間t=0.15s．取g=10m/s2
（1）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B．
（2）求線圈的下邊剛離開磁場的瞬間，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？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l=0.50m，電阻不計．M、M′間接有阻值R=1.6Ω的電阻．金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度B=0.20T、方向豎直向下的勻強磁場中．金屬棒ab在外力作用下向右勻速運動，速度v=10m/s，運動過程中金屬棒ab與導(dǎo)軌保持良好接觸．已知金屬棒ab接入電路部分的阻值r=0.40Ω．求：
（1）金屬棒ab中電流I的大小和方向；
（2）1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，在光滑水平面的分界線MN的右側(cè)空間存在一個范圍足夠大的勻強磁場區(qū)域，磁場方向豎直向下，MN左側(cè)有一個矩形導(dǎo)線框abcd，線框在水平恒力F作用下向右運動并進入MN右邊的磁場區(qū)域，設(shè)ad、bc兩邊進入磁場的時刻分別為t1、t2，ad邊始終與分界線MN平行，線框進入磁場過程中形狀不變，則下列四個圖象可能反映線框向右運動過程中速度V隨時間t變化的規(guī)律的是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ斜角上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計．斜面處在一勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．質(zhì)量為m，電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度，如圖所示．在這過程中（　�。�
A．金屬棒運動過程中機械能守恒
B．恒力F與重力的合力所作的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱
C．金屬棒克服安培力做的功等于拉力做的功
D．作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和

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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，其斜邊長為2L，高為L．在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場，左側(cè)小三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)小三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小均為B．一邊長為L、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勻速穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向為正，則圖乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖象正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強磁場中放置有固定的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．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)電動勢

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