(15 分)如圖甲,有兩根相互平行、間距為L的粗糙金屬導軌,它們的電阻忽略不計在MP之間接阻值為R 的定值電阻,導軌平面與水平面的夾角為θ。在efhg矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下、寬度為d 的勻強磁場(磁場未畫出),磁感應強度B 隨時間t 變化的規(guī)律如圖乙。在t =" 0" 時刻,一質量為m 、電阻為r的金屬棒垂直于導軌放置,從ab位置由靜止開始沿導軌下滑,t = t0時刻進人磁場,此后磁感應強度為B0并保持不變。棒從ab到ef 的運動過程中,電阻R 上的電流大小不變。求:

(1)0~t0時間內(nèi)流過電阻R 的電流I 大小和方向;
(2)金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)金屬棒從ab到ef 的運動過程中,電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱Q。
(1),方向是M→P;(2);(3)

試題分析:(1)0~t0時間內(nèi),回路中的電流由磁場變化產(chǎn)生,由法拉第電磁感應定律有
回路中感應電動勢:    2分
由于電路的總電阻為R+r,則根據(jù)閉合電路歐姆定律: 2分
由于在0~t0時間內(nèi)磁場強度是增強的,即磁通量增大,故由楞次定律可得,回路產(chǎn)生的感應磁場方向垂直斜面向上,則流過電阻R的電流方向是M→P。         1分
(2)由題意可知,金屬棒進入磁場后電阻上電流保持不變,則金屬棒勻速運動   1分
所受安培力為:        1分
對金屬棒進行受力分析可得:      2分
解之得:     1分
(3)導體棒進入磁場中有:      2分
導體棒在磁場中運動的時間:    1分
根據(jù)焦耳定律有:    2分
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導軌的間距l(xiāng)=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的電阻.質量m=0.10 kg的金屬棒ab置于導軌上,與導軌垂直,電阻r=0.25 Ω.整個裝置處于磁感應強度B=1. 0 T的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下.t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F,使之由靜止開始運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關系如圖乙所示.電路中其他部分電阻忽略不計,g取10 m/s2.求:
 
(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大;
(2)3.0 s末力F的瞬時功率;
(3)已知0~4.0 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.64 J,試計算F對金屬棒所做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,一個邊長為l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場; 一個邊長也為l的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直; 虛線框對角線ab與導線框的一條邊垂直,ba的延長線平分導線框.在t=0時, 導線框從圖示位置開始以恒定速度沿ab方向開始進入磁場區(qū)域,直到整個導線框離開磁場區(qū)域.以i表示導線框中感應電流的強度,取逆時針方向為正.下列表示i-t關系的圖示中,可能正確的是:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個“∠”形導軌垂直于磁場固定在磁感應強度為B的勻強磁場中,a是與導軌材料相同、粗細相同的導體棒,導體棒與導軌接觸良好。在外力作用下,導體棒以恒定速度v向右運動,以導體棒在右圖所示位置的時刻作為時間的零點,下列物理量隨時間變化的圖像可能正確的是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)2010 年上海世博會某國家館內(nèi),有一“自發(fā)電”地板,利用游人走過此處,踩踏地板發(fā)電.其原因是地板下有一發(fā)電裝置,如圖⑴所示,裝置的主要結構是一個截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈,無摩擦地套在磁場方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中.磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布,圖⑵為橫截面俯視圖.輕質地板四角各連接有一個勁度系數(shù)為k的復位彈簧(圖中只畫出其中的兩個),輕質硬桿P將地板與線圈連接,從而帶動線圈上下往返運動(線圈不發(fā)生形變),便能發(fā)電.若線圈所在位置磁感應強度大小為B,線圈的總電阻為R0,現(xiàn)用它向一個電阻為R的小燈泡供電.為便于研究,將某人走過時對板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時間t變化的規(guī)律簡化為圖⑶所示.(彈簧始終處在彈性限度內(nèi),取線圈初始位置x=0,豎直向下為位移的正方向)求:

⑴0~t0時間內(nèi)線圈中感應電流的大小及方向;
⑵t=t0/2時地板受到的壓力;
⑶人踩踏一次地板所做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,光滑導軌水平放置在豎直方向的勻強磁場中,勻強磁場的磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定向下為正方向),導體棒ab垂直導軌放置,除電阻R的阻值外,其余電阻不計,導體棒ab在水平外力F的作用下始終處于靜止狀態(tài).規(guī)定a→b的方向為電流的正方向,水平向右的方向為外力的正方向,則在0~2t0時間內(nèi),能正確反映流過導體棒ab的電流與時間及外力與時間關系的圖線是( 。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上,靜止地放置著一個匝數(shù)n=10匝的圓形線圈,其總電阻R=3.14 Ω、總質量m=0.4 kg、半徑r=0.4 m.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.在線圈的水平直徑以下的區(qū)域中,加上垂直斜面方向的,磁感應強度大小按如下圖所示規(guī)律變化的磁場(提示:通電半圓導線受的安培力與長為直徑的直導線通同樣大小的電流時受的安培力相等)問:
(1)剛加上磁場時線圈中的感應電流大小I.
(2)從加上磁場開始到線圈剛要運動,線圈中產(chǎn)生的熱量Q.(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉質量為1 kg的單匝均勻正方形銅線框,在1位置以速度v0=3 m/s進入勻強磁場時開始計時t=0,此時線框中感應電動勢為1 V,在t=3 s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場.此過程中v-t圖象如圖乙所示,那么(   )
A.t=0時線框右側的邊兩端M、N間電壓為0.25 V
B.恒力F的大小為1.0 N
C.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為2 m/s
D.線框完全離開磁場的位置3的瞬時速度為1 m/s

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在豎直向上的勻強磁場中,水平放置一個不變形的單匝金屬圓線圈,規(guī)定線圈中感應電流的正方向如圖甲所示,當磁場的磁感應強度B隨時間t發(fā)生如圖乙所示變化時,下圖中正確表示線圈中感應電動勢E變化的是(  )

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