如圖所示，在水平面內(nèi)固定著足夠長且光滑的平行金屬軌道，軌道間距L=0.40m，軌道左側(cè)連接一定值電阻R=0.80Ω．將一金屬直導(dǎo)線ab垂直放置在軌道上形成閉合回路，導(dǎo)線ab的質(zhì)量m=0.10kg、電阻r=0.20Ω，回路中其余電阻不計(jì)．整個(gè)電路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，B的方向與軌道平面垂直．導(dǎo)線ab在水平向右的拉力F作用下，沿力的方向以加速度a=2.0m/s2由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：
（1）5s末的感應(yīng)電動(dòng)勢大��；
（2）5s末通過R電流的大小和方向；
（3）5s末，作用在ab金屬桿上的水平拉力F的大�。�
分析：（1）由題，導(dǎo)線ab做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知初速度為零、加速度，即可由速度公式求出5s末的速度大小v，由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢大�。�
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出通過R電流的大小，由右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．
（3）在水平方向上，導(dǎo)線受到拉力和安培力，根據(jù)牛頓第二定律求解水平拉力F的大�。�
解答：解：（1）由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)它在第5s末速度為v，所以v=at=10.0m/s
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=BLv=0.5×0.4×10V=2V   
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律：
    I=
E
R+r
=
2
0.8+0.2
A=2A
根據(jù)右手定則判斷可知，通過R電流的方向d→c．
（3）因?yàn)榻饘僦睂?dǎo)線ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)牛頓第二定律得
     F-F安=ma
其中：F安=BIl=0.40N
解得：F=F安+ma=0.4N+0.1×2N=0.6N
答：（1）5s末的感應(yīng)電動(dòng)勢大小是2V；
（2）5s末通過R電流的大小是2A，方向d→c；
（3）5s末，作用在ab金屬桿上的水平拉力F的大小是0.6N．
點(diǎn)評：本題是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)類型，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出速度，由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式結(jié)合研究．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?武漢二模）如圖所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xoy中有一光滑金屬導(dǎo)軌AOC，其中曲線導(dǎo)軌OA 滿足方程y=Lsinkx，長度為
π
2k
的直導(dǎo)軌OC與x 軸重合，整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)有一長為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知金屬棒單位長度的電阻為R0，除金屬棒的電阻外其余電阻均不計(jì)，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)的過程中，它與導(dǎo)軌組成的閉合回路（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?宿遷模擬）如圖所示，在水平面內(nèi)固定一個(gè)“U”形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，不計(jì)它們間的摩擦，在豎直方向有勻強(qiáng)磁場，則（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?福州模擬）如圖所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑固定金屬導(dǎo)軌AOC，其中曲線導(dǎo)軌OA滿足方程y=Lsinkx，0C導(dǎo)軌與x軸重合，整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)有一單位長度的電阻為R0，長為L的直金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng)
π
2k
距離．不計(jì)金屬導(dǎo)軌A0C電阻和所有接觸電阻，則在該直金屬棒運(yùn)動(dòng) 過程中，它與導(dǎo)軌組成的閉合回路（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在水平面內(nèi)有一對平行放置的金屬導(dǎo)軌M、N，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.6m它們的電阻可忽略不計(jì)．阻值為2Ω的電阻R連接在MN的左端，垂直架在MN上的金屬桿ab的電阻值r=1Ω，質(zhì)量m=1kg，它與導(dǎo)軌間的接觸電阻可以忽略，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，B=2T．金屬桿ab在外力F作用下從靜止開始做加速度a=1m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．從運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，取g=10m/s2．求：
（1）t=1s時(shí)回路中感應(yīng)電流的大�。�
（2）t=1s時(shí)外力F的大��；
（3）在t=1s時(shí)間內(nèi)桿和導(dǎo)軌摩擦產(chǎn)生的熱量是多少；
（4）推導(dǎo)出外力F與時(shí)間t的關(guān)系式．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案