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如圖甲所示，水平面上有一個多匝圓形線圈，通過導線與傾斜導軌上端相連，線圈內存在隨時間均勻增大的勻強磁場，磁場沿豎直方向，其磁感應強度B1隨時間變化圖像如圖乙所示。傾斜平行光滑金屬導軌MN、M’N’ 相距l，導軌平面與水平面夾角為θ，并處于磁感應強度大小為B2、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中；一導體棒PQ垂直于導軌放置，且始終保持靜止。已知導軌相距l=0.2m，θ=37°；線圈匝數(shù)n=50，面積S=0.03m2，線圈總電阻R1=0.2Ω；磁感應強度B2=5.0T；PQ棒質量m=0.5kg，電阻R2=0.4Ω，其余電阻不計，取g=10m/s2，sin37°=0.6，則

（1）求電路中的電流I；

（2）判斷圓形線圈中的磁場方向（需簡單說明理由），并求出磁感應強度B1的變化率k（）。

解：（1）PQ棒受力作用靜止與導軌平面上，受力如圖所示，則有                     （3分）

可得電路中的電流     （2分）

代入數(shù)據可得，    （1分）

（2）由（1）可知，導體棒PQ受安培力FA平行導軌向上，則由左手定則可知，棒中電流方向由Q→P，即線圈中電流為逆時針方向，由楞次定律可判斷出，圓形線圈中磁場方向豎直向下。（3分，若直接給出結論而無簡述理由，給1分）

  由閉合電路歐姆定律，有   （3分）

由法拉第電磁感應定律，有   （3分）

聯(lián)立以上各式，可得  （2分）

代入數(shù)據可得，磁感應強度的變化率   （1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平面上兩根足夠長的光滑金屬導軌平行固定放置，間距為L=0.5m，一端通過導線與阻值為R=0.5Ω的電阻連接；導軌上放一質量為m=0.5kg的金屬桿，金屬桿與導軌的電阻忽略不計；導軌所在位置有磁感應強度為B=1T的勻強磁場，磁場的方向垂直導軌平面向上，現(xiàn)在給金屬桿施加一水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s測量一次導體棒的速度，乙圖是根據所測數(shù)據描繪出導體棒的v-t圖象．
求：（1）力F的大�。�
（2）t=2s時導體棒的加速度；
（3）估算3.2s內電阻上產生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d=0.5m，導軌左端通過導線與阻值為2Ω的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4Ω的小燈泡L連接．在矩形區(qū)域CDFE內有豎直向上的勻強磁場，CE長為2m，CDFE區(qū)域內磁場的磁感應強度B隨時間變化的關系如圖乙所示，在t=0時，一阻值為2Ω的金屬棒在水平恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導軌向右運動，在金屬棒從AB位置運動到EF位置的過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：
（1）通過小燈泡的電流大小
（2）恒力F的大小
（3）4s末金屬棒的速度大小
（4）金屬棒的質量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?威海模擬）如圖甲所示，水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接．導軌上放一質量為m的金屬桿，金屬桿、導軌的電阻均忽略不計，勻強磁場垂直導軌平面向下．用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動．當改變拉力的大小時，相對應的勻速運動速度v也會變化，v和F的關系如圖乙所示．下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖甲所示，水平面上有一個多匝圓形線圈，通過導線與傾斜導軌上端相連，線圈內存在隨時間均勻增大的勻強磁場，磁場沿豎直方向，其磁感應強度B1隨時間變化圖象如圖乙所示．傾斜平行光滑金屬導軌MN、M′N′相距l(xiāng)，導軌平面與水平面夾角為θ，并處于磁感應強度大小為B2、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中；一導體棒PQ垂直于導軌放置，且始終保持靜止．
已知導軌相距l(xiāng)=0.2m，θ=37°；線圈匝數(shù)n=50，面積S=0.03m2，線圈總電阻R1=0.2Ω；磁感應強度B2=5.0T；PQ棒質量m=0.5kg，電阻R2=0.4Ω，其余電阻不計，取g=10m/s2，sin37°=0.6，則
（1）求電路中的電流I；
（2）判斷圓形線圈中的磁場方向（需簡單說明理由），并求出磁感應強度B1的變化率k（k=
△B1△t
）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置，間距d=0.5m，電阻不計，左端通過導線與阻值R=2Ω的電阻連接，右端通過導線與阻值RL=4Ω的小燈泡L連接．在CDEF矩形區(qū)域內有豎直向上的勻強磁場，CE長l=2m，有一阻值r=2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處．CDEF區(qū)域內磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖乙所示．在t=0至t=4s內，金屬棒PQ保持靜止，在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動．已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：
（1）通過小燈泡的電流．
（2）金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小．
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