如圖所示,cd fe是與水平面成θ角的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間的寬度為D,電阻不計(jì)。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒ab平行于cf且與cf相距為L,棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,在導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=KtK為定值且大于零)。在cf之間連接一額定電壓為U、額定功率為P的燈泡。當(dāng)棒ab保持靜止不動(dòng)時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光。
(1)求棒ab靜止不動(dòng)時(shí),K值的大;
(2)為了保持棒ab靜止,現(xiàn)給其施加了一個(gè)平行導(dǎo)軌的力,求這個(gè)力的表達(dá)式,并分析這個(gè)力的方向。
(1)
(2);方向:當(dāng)t時(shí),F的方向斜面向上;當(dāng)t時(shí),F的方向斜面向下。
(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有,
根據(jù)閉合電路歐姆定律,有,
其中   ,
由于燈泡正常發(fā)光,故電路的電流為,
聯(lián)立解得。
(2)根據(jù)愣次定律和左手定則,可判斷金屬棒ab受到的安培力方向沿斜面向上,
假設(shè)<mgsinθ,由受力分析知所需外力為F=mgsinθ-,
=BID,
B=kt,
聯(lián)立得
,所以,
當(dāng)時(shí),。
由此可得:當(dāng)t時(shí),<mgsinθ,F的方向斜面向上;
當(dāng)t時(shí),>mgsinθ,F的方向斜面向下。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

如圖所示,螺線(xiàn)管中放有一根條形磁鐵,當(dāng)磁鐵突然向左抽出時(shí),試比較A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低;當(dāng)磁鐵突然向右抽出時(shí),A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)高低.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,方向垂直紙面向外,邊長(zhǎng)也是a的等邊三角形導(dǎo)體框架ABC,在t=0時(shí)恰好與磁場(chǎng)的邊界重合,而后以周期T繞其中心順時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn),于是框架ABC中有感應(yīng)電流.規(guī)定電流按A-B-C-A方向流動(dòng)時(shí)電流為正值,反向流動(dòng)時(shí)為負(fù)值.設(shè)框架ABC的總電阻為R,試求t=0到t1=T/6時(shí)間內(nèi)平均電流和從t=0到t1=T/2時(shí)間內(nèi)平均電流

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是?
A.向右擺動(dòng)?B.向左擺動(dòng)?
C.靜止?D.不能判定

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,圓形線(xiàn)圈處于垂直于線(xiàn)圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖乙所示.在t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向指向紙里,則在0—的時(shí)間內(nèi),關(guān)于環(huán)中的感應(yīng)電流i的大小和方向的說(shuō)法,正確的是(    )
A.i大小相等,方向先是順時(shí)針,后是逆時(shí)針
B.i大小相等,方向先是逆時(shí)針,后是順時(shí)針
C.i大小不等,方向先是順時(shí)針,后是逆時(shí)針
D.i大小不等,方向先是逆時(shí)針,后是順時(shí)針

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一矩形線(xiàn)圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁場(chǎng)方向垂直線(xiàn)圈所在的平面(紙面)向里,如圖12-1所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖12-1所示.以I表示線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流,以圖12-1中線(xiàn)圈上箭頭所示方向的電流為正,則以下的I-t圖12-2中正確的是

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,通直導(dǎo)線(xiàn)MN上通有由M到N方向的電流,矩形導(dǎo)體線(xiàn)框abcd和MN位于同一平面上,下面哪些措施可以使線(xiàn)框中有沿abcd方向的感應(yīng)電流( 。
A.增大MN上的電流
B.線(xiàn)框向靠近MN的方向移動(dòng)
C.減小MN上的電流
D.線(xiàn)框向遠(yuǎn)離MN的方向移動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖,矩形閉合線(xiàn)圈放置在水平薄板上,薄板左下方有一條形磁鐵,當(dāng)磁鐵勻速自左向右通過(guò)線(xiàn)圈下方時(shí),線(xiàn)圈始終保持靜止,那么線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向(從上向下看)和線(xiàn)圈受到薄板的摩擦力方向分別是(  )
A.感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針?lè)较,后順時(shí)針?lè)较?/td>
B.感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針?lè)较,后逆時(shí)針?lè)较?/td>
C.摩擦力方向先向左、后向右
D.摩擦力方向先向右、后向左

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

對(duì)楞次定律的理解下面說(shuō)法中正確的是:
A.應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向
B.應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向后,再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向
C.楞次定律所說(shuō)的“阻礙”是指阻礙原磁場(chǎng)的磁通量變化,因而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 也可能與原磁場(chǎng)方向相同
D.楞次定律中“阻礙”二字的含義是指感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向相反

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