16．如圖所示，電阻不計(jì)的足夠長光滑軌道MON與PRQ平行放置，ON及RQ水平放置，MO及PR部分傾斜．與水平面間的傾角θ=37°，ON及RQ部分的磁場垂直軌道向下，MO及PR的部分磁場平行導(dǎo)軌向下，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，兩根相同的導(dǎo)體棒ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并始終接觸良好．已知棒的質(zhì)量m=1.0kg，R=1.0Ω，長度L=1.0m與導(dǎo)軌間距相同，現(xiàn)對ab棒施加一個(gè)方向水平向右的恒力F，同時(shí)由靜止釋放cd棒，當(dāng)cd棒恰好對導(dǎo)軌的壓力為0時(shí)，ab棒的加速度也恰好為0，求拉力F的最大功率．（g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8）

分析 以cd為研究對象進(jìn)行受力分析，在垂直于斜面方向根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件求解電流強(qiáng)度，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律求解ab桿的最大速度，根據(jù)平衡條件可得拉力F大小，根據(jù)功率計(jì)算公式可得最大功率．

解答 解：當(dāng)cd棒對導(dǎo)軌的壓力為0時(shí)，設(shè)此時(shí)回路中電流強(qiáng)度為I，以cd為研究對象進(jìn)行受力分析如圖所示，
在垂直于斜面方向根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得：
mgcosθ=BIL，
解得：I=$\frac{mgcosθ}{BL}$=$\frac{1×10×0.8}{1×1}$A=8A；
此時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：
E=I（R+R）=8×2V=16V，
設(shè)此時(shí)ab棒的速度為v，則有：
E=BLv，
解得：v=$\frac{E}{BL}$=16m/s；
由于此時(shí)ab棒的加速度也恰好為0，根據(jù)平衡條件可得拉力為：
F=FA=BIL=1×8×1N=8N，
根據(jù)功率計(jì)算公式可得最大功率為：
P=Fv=8×16W=128W．
答：拉力F的最大功率為128W．

點(diǎn)評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

16．如圖所示為在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用a、b、c三束光照射同一金屬的表面時(shí)，形成的光電流大小隨外加電場電壓的變化關(guān)系，三束光中頻率最大的為b光，a光的強(qiáng)度大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）c光的強(qiáng)度，若該金屬的逸出功為W，電子的電荷量為e，普朗克常量為h，結(jié)合圖象中的條件，可以表示出b光放入頻率為$\frac{e{U}_{0}+W}{h}$．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場垂直．金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線框與導(dǎo)軌共面．現(xiàn)金屬桿PQ在外力作用下以某一初速度v0向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，在PQ停止運(yùn)動(dòng)前，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是（　�。�
A．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向
B．PQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向
C．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向
D．PQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖所示，甲為一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x=4m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則該列機(jī)械波的波速為40m/s，在t=0.1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P對平衡位置的位移為-5$\sqrt{2}$cm．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．某空間內(nèi)有高度為d、寬度足夠?qū)�、方向水平向左的勻�?qiáng)電場．當(dāng)在該空間內(nèi)建立如圖所示的坐標(biāo)系后，在x軸上的P點(diǎn)沿y軸正方向連續(xù)射入相同的帶電粒子（粒子重力不計(jì)），由于粒子的入射速率v不同，有的粒子將在電場中直接通過y軸，有的將穿出電場后再通過y軸．設(shè)粒子通過y軸時(shí)，離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為h，從P到y(tǒng)軸所需的時(shí)間為t，則（　�。�
A．由題設(shè)條件不能判斷出粒子的帶電性質(zhì)
B．對h≤d的粒子，h越大，t越大
C．對h＞d的粒子，h不同，在時(shí)間t內(nèi)，電場力對粒子做的功不相等
D．對h≤d的粒子，h不同，在時(shí)間t內(nèi)，電場力對粒子做的功不相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，傾角θ=37°、質(zhì)量M=5kg的斜面體A靜置于水平地面上，可視作質(zhì)點(diǎn)的小物塊B的質(zhì)量m=2kg．靜置于斜面底端．與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=05，重力加速度取g=10m/s2．求：
（1）若對物塊B施加水平向右的推力后，物塊與斜面間的摩擦力恰好為零（物塊與斜面均能保持靜止），推力及斜面體A對地面壓力的大�。�
（2）撤去水平推力后給物塊沿斜面向上一初速度，在物塊減速上滑階段，地面對斜面體A摩擦力的大小和方向．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖是法拉第研制成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤，圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為ω．則下列說法正確的是（　　）
A．銅盤中產(chǎn)生渦流
B．通過燈泡的電流方向?yàn)閍→b
C．通過燈泡的電流大小為$\frac{{B{L^2}ω}}{R}$
D．若將勻強(qiáng)磁場改為垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，燈泡中仍有電流流過

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L=0.50m．軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻．軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.40T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量m=0.50kg的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置．在沿著軌道方向向右的力F作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直，不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力，若力F的大小保持不變，且F=1.0N，求：
（1）導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度大小vm；
（2）導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大小a．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

4．如圖1所示，在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個(gè)正方形單匝線圈ABCD，E、F分別為AB、CD的中點(diǎn)，線圈總電阻R=0.02Ω、總質(zhì)量m=0.2kg、正方形邊長L=0.4m．如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑．現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后，在虛線EF以下的區(qū)域中，加上垂直斜面向內(nèi)的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖2中所示規(guī)律變化的磁場，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：

（1）線圈與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）線圈在斜面上保持靜止時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小與方向；
（3）線圈剛要開始運(yùn)動(dòng)時(shí)t的大�。�

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案