如圖所示,在傾角為30°的絕緣斜面上,固定兩條無(wú)限長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于斜面向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,導(dǎo)軌間距L=0.5m,兩根金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上,金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,每根金屬棒的電阻均為r=0.2W,導(dǎo)軌電阻不計(jì).當(dāng)用沿斜面向上的拉力拉動(dòng)金屬棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí).cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求:

(1) 金屬棒cd兩端電勢(shì)差Ucd;
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)
(1)-1V   (2)15W

試題分析:(1)cd金屬棒恰在斜面上保持靜止,cd棒所受重力沿斜面的分力為和安培力平衡,則有:
,由右手定則可知電流方向?yàn)橛蒬到c,所以
所以
(2)以ab和cd構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象,由于二者均做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以整體的合外力為零.則作用在ab上的外力為
金屬棒ab向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),它切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為  
所以cd棒受的安培力為
因?yàn)閏d不動(dòng),所以
聯(lián)立解得
外力的功率為:
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m,其電阻不計(jì),兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg,電阻均為R=0.1Ω,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng),而棒cd恰好能保持靜止.取g=10m/s2,問(wèn):
(1)通過(guò)cd棒的電流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量,力F做的功W是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(18分)如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí),速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g。

求(1)此過(guò)程桿的速度最大值Vm;
(2)此過(guò)程流過(guò)電阻R的電量。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

如圖所示,兩條平行金屬導(dǎo)軌ab、cd置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.6m,導(dǎo)軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導(dǎo)軌上,且與軌道接觸良好,現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3V。由此可知,金屬桿MN滑動(dòng)的速度大小為              m/s;通過(guò)電阻R的電流方向?yàn)?u>            (填“a R c”或“c R a”)。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場(chǎng)上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線框,線框上下邊的距離小于磁場(chǎng)邊界bd間距離,下邊水平。線框從水平面a處由靜止開(kāi)始下落。已知磁場(chǎng)上下邊界bd之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線框下邊剛通過(guò)水平面b、c(位于磁場(chǎng)中)和d時(shí),線圈所受到的磁場(chǎng)力的大小分別為Fb、Fc和Fd,且線框勻速通過(guò)d水平面,則下列判斷中正確的是
A.由于線框在c處速度大于b處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fc>Fb
B.由于線框在c處速度小于d處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fc< Fd
C.由于線框在b處速度小于d處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fb < Fd
D.以上說(shuō)法均不正確

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內(nèi),另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),回路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。以下說(shuō)法正確的是(    )
A.a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為
B.cd桿所受摩擦力為零
C.回路中的電流強(qiáng)度為BL(v1+v2)/2R
D.μ與v1大小的關(guān)系為μ=2Rmg/BLv1

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(10分) 如圖所示,光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,間距L=1.0 m,與水平面之間的夾角α=30°,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T,垂直于導(dǎo)軌平面向上,MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻,其它電阻不計(jì),質(zhì)量m=2.0 kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,用變力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab, 若金屬桿ab以恒定加速度a=2 m/s2, 由靜止開(kāi)始做勻變速運(yùn)動(dòng),則:(g="10" m/s2

(1) 在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?
(2) 第5 s末,回路中的電流多大?
(3) 第5 s末,作用在ab桿上的外力F多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

金屬桿a b水平放置在某高處,當(dāng)它被平拋進(jìn)入方向堅(jiān)直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)(如圖所示),以下說(shuō)法中正確的是 (    )
A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua>Ub
B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變,且Ua<Ub
C.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua>Ub
D.由于速率不斷增大,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷變大,且Ua<Ub

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,它們之間的距離L="0.2m," 金屬棒ab可沿導(dǎo)軌滑動(dòng),導(dǎo)軌左端所接的電阻R=1,其他電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B="0.5T," ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右勻速滑動(dòng),求

(1)流過(guò)金屬棒ab的電流的大小和方向;
(2)金屬棒所受拉力 F 的大小。

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