一總電阻為4Ω的長金屬導(dǎo)線做成一半徑為50cm的閉合圓環(huán),水平放置,處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度B=2T。長為1m的金屬桿OA與圓環(huán)良好接觸并繞端點(diǎn)O以角速度100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(O是圓環(huán)的圓心),金屬桿的電阻為4Ω。一金屬平行軌道寬為0.5m,一端與O相連,另一端與環(huán)的C點(diǎn)相連。在軌道上放置一長為1m的金屬桿MN,MN與軌道垂直,其電阻為4Ω。不計一切摩擦和軌道電阻。
(1)用外力使MN保持靜止?fàn)顟B(tài),求O、A兩點(diǎn)間電勢差大小的范圍。
(2)為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài),應(yīng)施加的水平外力的最小值;
(3)保持OA勻速轉(zhuǎn)動的外力的最大功率。

(1) UOA的大小范圍為87.5V~90V(2) 5 N (3) 156.25w

等效電路如圖。
                               
(1)由E=BL2ω可知,
E1=Bω="25V    " r1=2Ω……………2分
E2=Bω-E1="75V     " r2=2Ω……………2分
設(shè)變阻器滑動頭左邊部分電阻為x,則右邊部分電阻為R1-x
R=+R2=+2=-+3 Ω………………..2分
可得①當(dāng)x=2Ω時,R具有最大值,Rmax=3Ω,
則回路電流的最小值為Imin==5A
則UOD的最大值為UODM=E1-Iminr1=15V…………………………………2分
②當(dāng)x=0或4Ω時,R具有最小值,Rmin=2Ω
則回路電流最大值為Imax==6.25A
則UOD的最小值為UODm=E1-Imaxr1=12.5V………………………………….2分
因?yàn)閁OA=UOD+UDA,而UDA=E2
所以綜上可得,UOA的大小范圍為87.5V~90V…………………………..2分
(2)由(1)可得,F(xiàn)min=ImindB="5" N…………………………………….3分
(3)由P=IE得,Pmax=ImaxE1=156.25w………………………………….3分
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:單選題

一條豎直放置的長直導(dǎo)線,通有由下而上的電流,它產(chǎn)生的磁場在它正北方某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與地磁場在該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.設(shè)地磁場方向水平向北,則該處的磁場方向?yàn)椋?nbsp;  )
A.向東偏北45°B.向正西
C.向西偏北45°D.向正北

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,質(zhì)量為m=50g,長L=10cm的銅棒,用長度也為L的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.未通電時,輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中通入的恒定電流的大。
某同學(xué)的解法如下:銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中,導(dǎo)線拉力不做功,如圖乙所示.

F做功為:
重力做功為:
由動能定理得:
解得 
該同學(xué)的解答正確嗎?如果正確請說明理由;如果該同學(xué)的解答錯誤,請給出你認(rèn)為正確的解答.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個蹄形磁鐵如圖所示放置,它的上方有一水平直通電導(dǎo)線PQ,電流方向向右,如果導(dǎo)線可以在磁場力作用下自由運(yùn)動,那么它將怎樣運(yùn)動?[  ]
A.俯視逆時針方向轉(zhuǎn)動
B.俯視順時針方向轉(zhuǎn)動
C.俯視逆時針方向轉(zhuǎn)動且向下運(yùn)動
D.俯視順時針方向轉(zhuǎn)動且向下運(yùn)動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


⑴ 線圈平面經(jīng)過什么位置時感應(yīng)電動勢的值最大,最大值是多少?
⑵線圈由圖示位置經(jīng)t = 0.005s的過程中平均感應(yīng)電動勢是多少?
⑶線圈由圖示位置經(jīng)t = 0.005s的時瞬時感應(yīng)電動勢是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1) 此時通過ab棒的電流;
(2) ab棒的速度大;
(3) 電容Ca端相連的極板所帶的電荷量。 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


(1)油滴的電性;
(2)油滴在P點(diǎn)得到的初速度大小;
(3) 油滴在第一象限運(yùn)動的時間和離開第一象限處的坐標(biāo)值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

安培秤如圖所示,它的一臂下面掛有一個矩形線圈,線圈共有N匝,它的下部懸在均勻磁場B內(nèi),下邊一段長為L,它與B垂直。當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時,調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡;然后使電流反向,這時需要在一臂上加質(zhì)量為m的砝碼,才能使兩臂再達(dá)到平衡。求磁感強(qiáng)度B的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示.AC是一個用長為L的導(dǎo)線彎成的、以O(shè)為圓心的四分之一圓弧,將其放置在與平面AOC垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以由A到C,大小為I的恒定電流時,該導(dǎo)線受到的磁場力的大小和方向是( 。
A.
2
2
BIL
π
,平行于OC向右
B.2
2
BIL
,垂直AC的連線指向左下方
C.
2
2
BIL
π
,垂直AC的連線指向左下方
D.
2
2
BIL
π
,垂直AC的連線指向右上方

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