如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌的間距為L=2m,左端連接一阻值為R=40Ω的電阻;把該裝置垂直于磁場、放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中.在導(dǎo)軌上放一電阻為r=10Ω的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;若在一拉力F的作用下,導(dǎo)體棒以v=10m/s的速度勻速向右運(yùn)動,求:
(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少?
(2)電路中的感應(yīng)電流多大?電路中電流的方向如何(順時針或逆時針)?
(3)拉力F的值為多大?
分析:(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由公式E=BLv求解.
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律求感應(yīng)電流的大。\(yùn)用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向.
(3)先根據(jù)公式F=BIL求出導(dǎo)體棒所受的安培力大小,再根據(jù)平衡條件求解拉力的大。
解答:解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=BLv=0.5×2×10V=10V
(2)由閉合電路的歐姆定律得:I=
E
R+r
=
10
40+10
A=0.2A
根據(jù)右手定則判斷可知,電路中電流的方向是逆時針.
(3)金屬棒所受的安培力大小 FA=BIL=0.5×0.2×2N=0.2N
由于導(dǎo)體棒勻速向右運(yùn)動,拉力與安培力二力平衡,則拉力 F=FA=BIL=0.2N
答:(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為10V.(2)電路中的感應(yīng)電流為0.2A,電路中電流的方向是逆時針.(3)拉力F的值為0.2N.
點(diǎn)評:解決本題關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、右手定則和安培力公式等等電磁學(xué)基本知識.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?靜安區(qū)模擬)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由移動,導(dǎo)軌左端M、P接一定值電阻,金屬棒和導(dǎo)軌電阻均不計,現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后,速度為v,加速度為a2,最終也以2v做勻速運(yùn)動,求a1和a2的比值?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?昆山市模擬)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直.已知金屬棒ab能沿導(dǎo)軌自由移動,且導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R,金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計.現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌以初速度v0開始向右拉動,若保持拉力恒定不變,經(jīng)過時間t1后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動.若再使金屬棒仍以初速度v0開始,保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a2,最終以速度2v做勻速運(yùn)動.則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行的金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面成一角,導(dǎo)軌上端cd通過電阻R連接(不計電路中的其它電阻),勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.若金屬桿ab以沿平行于導(dǎo)軌平面大小為2
gh
的初速度從金屬導(dǎo)軌的底端向上滑行,達(dá)到距離導(dǎo)軌底端水平面的最大高度為h,后又沿導(dǎo)軌平面返回下滑至導(dǎo)軌底端原處,在這過程中金屬桿( 。
A、上行過程中流過電阻R上的感應(yīng)電流的方向是由c端流向d端
B、上行時間小于下行時間
C、上行過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量比下行時的大
D、上行過程導(dǎo)體桿ab受到的磁場力的沖量的大小跟下行時的不相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直導(dǎo)軌所在平面,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動,導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R,導(dǎo)軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)過時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率P恒定,棒由靜止經(jīng)時間t2后速度為v,加速度為a2,最終也以速度2v做勻速運(yùn)動,則( 。

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