如圖所示,有一長2米,寬0.5米的長方形金屬框cdef,在它上面放置一根直導線ab,導線在框架上無摩擦地滑動,框架的導線都是用0.1歐/米的導體材料做成,整個框架置于磁感強度B為1.04特的勻強磁場中.讓導線ab從框架中央位置開始以V=0.25米/秒的速度向右勻速運動,到達a′b′位置(bb′=0.75米)時,問:(1)此時導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢大。
(2)此時導線ab中感應電流多大?
(3)當導線ab從框架中央位置到達a′b′位置的過程中,導線ab所受的外力F發(fā)生怎樣的變化?

【答案】分析:(1)導線ab向右運動,切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢,相當于電源,畫出等效電路圖.由E=BLv求出感應電動勢;
(2)由題中條件求出電路中的電阻,根據(jù)閉合電路歐姆定律求解感應電流;
(3)由F=BIL,I=,E=BLv推導出安培力表達式,導線勻速運動,外力F與安培力平衡,即可得到外力F的表達式,再進行分析.
解答:解:畫出等效電路圖:
(1)導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢為 E=BLv=0.13(V)
(2)R1=(0.5+1.75+1.75)×0.1=0.4(Ω)
    R2=(0.5+0.25+0.25)×0.1=0.1(Ω)
R1與R2并聯(lián)電阻為R12==0.08(Ω),r=0.5×0.1=0.05(Ω)
則由閉合電路歐姆定律得
(3)外力 F=F=BIL=BL= 
     
外電路總電阻為 R=
根據(jù)數(shù)學知識得知,當t=0時 R最大
所以當金屬棒移動時R在減小,則F在增大
答:
(1)此時導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢大小為0.13V.
(2)此時導線ab中感應電流為1A.
(3)當導線ab從框架中央位置到達a′b′位置的過程中,導線ab所受的外力F在增大.
點評:本題通過畫出等效電路圖,就能很容易地求出外電路總電阻,要掌握安培力的推導方法,即可分析外力的變化情況.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有一長2米,寬0.5米的長方形金屬框cdef,在它上面放置一根直導線ab,導線在框架上無摩擦地滑動,框架的導線都是用0.1歐/米的導體材料做成,整個框架置于磁感強度B為1.04特的勻強磁場中.讓導線ab從框架中央位置開始以V=0.25米/秒的速度向右勻速運動,到達a′b′位置(bb′=0.75米)時,問:(1)此時導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢大?
(2)此時導線ab中感應電流多大?
(3)當導線ab從框架中央位置到達a′b′位置的過程中,導線ab所受的外力F發(fā)生怎樣的變化?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(共18分)如圖所示,在一光滑的長直軌道上,放著若干完全相同的小木塊,每個小木塊的質量均為m,且體積足夠小均能夠看成質點,其編號依次為0、1、2、……n……,相鄰各木塊之間的距離分別記作:。在所有木塊都靜止的初始條件下,有一個沿軌道方向水平向右的恒力F持續(xù)作用在0號小木塊上,使其與后面的木塊連接發(fā)生碰撞,假如所有碰撞都是完全非彈性的(碰后合為一體共速運動)。求:

   (1)在0號木塊與1號木塊碰撞后瞬間,其共同速度的表達式;

   (2)若F=10牛,米,那么在2號木塊被碰撞后的瞬間,系統(tǒng)的總動能為多少?

   (3)在F=10牛,米的前提下,為了保持正在運動的物塊系統(tǒng)在每次碰撞之前的瞬間其總動能都為一個恒定的數(shù)值,那么我們應該設計第號和第n號木塊之間距離為多少米?

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科目:高中物理 來源: 題型:

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   (1)在0號木塊與1號木塊碰撞后瞬間,其共同速度的表達式;

   (2)若F=10牛,米,那么在2號木塊被碰撞后的瞬間,系統(tǒng)的總動能為多少?

   (3)在F=10牛,米的前提下,為了保持正在運動的物塊系統(tǒng)在每次碰撞之前的瞬間其總動能都為一個恒定的數(shù)值,那么我們應該設計第號和第n號木塊之間距離為多少米?

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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