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如圖所示,足夠長的金屬直導軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連,平行地固定在水平桌面上,導軌間存在一垂直于紙面向里的勻強磁場,導軌的電阻不計。金屬直桿ab垂直于導軌MN和PQ放置,其質量為m,電阻為r,金屬直桿ab與導軌間的動摩擦因數為,F用水平恒力F向右拉桿ab,使之由圖中位置從靜止開始水平向右運動,桿ab在運動過程中始終與兩條直導軌垂直且保持良好接觸。經時間t后,ab桿開始做勻速直線運動,此時理想電壓表的示數為U(己知重力加速度為g),求:

(1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中,通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。
(1)
(2) ,

試題分析:(1) 由于ab桿做勻速直線運動,其合力必為零,因此
                  (2分)
由法拉第電磁感應定律可知,桿ab勻速運動時產生的電動勢
              (1分)
由閉合電路歐姆定律可知                   (1分)
              (1分)
解得                   (1分)
(2) 在加速過程中任意時刻,由牛頓第二定律可知
               (2分)


                 (2分)

               (2分)
解得:                   (2分)
又因為                (1分)
  
              (2分)
解得                    (1分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題




(1)若線框受到一個外力F作用,線框保持靜止。求:線框所受外力F的大小和方向
(2)撤去線框受到的外力F,線框如何運動?線框最大速度是多少?
(3)t=0時,線框的速度為v0,ab邊與Oy軸重合,整個磁場停止運動。線框最后停在何處?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖12-4-10所示,CDEF是固定的、水平放置的、足夠長的“U”型金屬導軌,整個導軌處于豎直向上的勻強磁場中,在導軌上架著一個金屬棒ab,在極短時間內給ab棒一個水平向右的沖量,使它獲得一個速度開始運動,最后又靜止在導軌上,則ab棒在運動過程中,就導軌是光滑和粗糙兩種情況相比較(    )
A.安培力對ab棒做的功相等
B.電流通過整個回路所做的功相等
C.整個回路產生的總熱量不同
D.ab棒動量的改變量相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖4-4所示,金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑,導軌平行的水平部分有豎直向上的勻強磁場B,水平部分導軌上原來放有一根金屬桿b,已知桿的質量為,b桿的質量為水平導軌足夠長,不計摩擦,求:

小題1:(1)和b的最終速度分別是多大?
小題2:(2)整個過程中回路釋放的電能是多少?
小題3:(3)若已知、b桿的電阻之比,其余電阻不計,
整個過程中,、b上產生的熱量分別是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在傾角為θ足夠長的光滑斜面上,存在著兩個磁感應強度大小相等的勻強磁場,磁場方向一個垂直斜面向上,另一個垂直斜面向下,寬度均為L,如圖所示。一個質量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形線框在t=0時刻以速度v0進入磁場,恰好做勻速直線運動,若經過時間t0,線框ab邊到達gg′與ff′中間位置時,線框又恰好做勻速運動,則下列說法正確的是(  )
A.當ab邊剛越過ff′時,線框加速度的大小為gsinθ
B.t0時刻線框勻速運動的速度為
C.t0時間內線框中產生的焦耳熱為
D.離開磁場的過程中線框將做勻速直線運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一足夠長的銅管豎直放置,將一截面與銅管的內截面相同、質量為m的永久磁鐵塊由管上端口放人管內,不考慮磁鐵與銅管間的摩擦,磁鐵的運動速度可能是( )
A.逐漸增大到定值后保持不變
B.逐漸增大到一定值時又開始堿小.然后又越來越大
C.逐漸增大到一定值時又開始減小,到一定值后保持不變
D.逐漸增大到一定值時又開始減小到一定值之后在一定區(qū)間變動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面。一導線框abcdefa位于紙面內,框的鄰邊都互相垂直,bc邊與磁場的邊界P重合。導線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始,線框勻速很長兩個磁場區(qū)域,以a→b→c→d→e→f為線框中的電動勢的正方向,以下四個關系示意圖中正確的是

A.

B.
 
C.

D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

理論研究表明,無限長通電直導線磁場中某點的磁感應強度可用公式表示,公式中的k是常數、I是導線中電流強度、r是該點到直導線的距離。若兩根相距為L的無限長通電直導線垂直x軸平行放置,電流強度均為I,如圖所示。能正確反映兩導線間的磁感應強度B與x關系的是圖中的(規(guī)定B的正方向垂直紙面向里)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導軌,AB間距離為L,左右兩端均接有阻值為R的電阻,處在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中,質量為m、長為L的導體棒MN放在導軌上,甲、乙兩根相同的輕質彈簧一端均與MN棒中點固定連接,另一端均被固定,MN棒始終與導軌垂直并保持良好接觸,導軌與MN棒的電阻均忽略不計.初始時刻,兩彈簧恰好處于自然長度,MN棒具有水平向左的初速度v0,經過一段時間,MN棒第一次運動至最右端,這一過程中AB間電阻R上產生的焦耳熱為Q,則(   )
A.初始時刻棒受到安培力大小為
B.從初始時刻至棒第一次到達最左端的過程中,整個回路產生焦耳熱小于
C.當棒再次回到初始位置時,AB間電阻R的功率小于
D.當棒第一次到達最右端時,甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q

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