兩根相距L=0.2m的光滑平行金屬長導軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.5T．導軌上橫放著兩條金屬細桿，其間距為x=0.5 m．構(gòu)成矩形回路，如圖所示．每條金屬細桿的電阻均為R=0.25,質(zhì)量均為m=0.2kg回路中其余部分的電阻不計．在導軌平面內(nèi)給cd桿一個平行于導軌的方向向左、大小為F1=2.1N的拉力，使它向左做初速度為零的勻加速直線運動同時在導軌平面內(nèi)  給ab桿一個平行于導軌的作用力F2，使它向右做初速度為v0=5m／s、加速度大小和方向與cd桿相同的勻變速直線運動求：

  （1）回路中感應電流的大小是多少?方向如何?

  （2）cd桿運動的加速度大小； 

  （3）當cd桿與ab桿間距由0.5m變化到4.5rn時，力F2對ab桿做的功.

（1）1A感應電流的方向為abcda （2） （3）


解析:

（1）設cd、ab桿的加速度均為a，

則t時刻的速度分別為

          2分

          2分

       則回路中的感應動動勢為

          3分

       回路中感應電流的大小為

         2分

       感應電流的方向為abcda   1分

   （2）cd桿受到的安培力的大小為

          2分

       所以cd桿運動的加速度大小為

           2分

   （3）設cd、ab桿運動的位移大小分別，則

          1分

          1分

       由題意得   1分

       解得    1分

       在這段時間內(nèi)，ab桿的位移大小為

        

       作用在ab桿上的安培力的大小為，則

          1分

       解得   1分

       所以力F2對ab桿做的功為

          2分

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根豎直固定的金屬導軌ad和bc相距l(xiāng)=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF可沿導軌無摩擦地滑動，MN桿和EF桿的電阻分別為0.2Ω（豎直金屬導軌的電阻不計），EF桿放置在水平絕緣平臺上，回路NMEF置于勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度B=1T，試求：
（1）EF桿不動，MN桿以0.1m/s的速度向上運動時，桿MN兩端哪端的電勢高？MN兩端電勢差為多大？
（2）當MN桿和EF桿的質(zhì)量均為m=10-2kg．MN桿須有多大的速度向上運動時，EF桿將開始向上運動？此時拉力的功率為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距l(xiāng)=0.2m，導軌上端連接著電阻R1=1Ω，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為R2=0.2Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計．整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應強度為B=1T的勻強磁場中．a(chǎn)b桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后達到最大速率，取g=10m/s2，求此時：
（1）桿的速率；
（2）桿兩端電壓；
（3）電阻R1消耗的電功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖，兩根相距l(xiāng)=0.4m、電阻不計的平行光滑金屬導軌水平放置，一端與阻值R=0.15Ω的電阻相連．導軌x＞0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導軌平面垂直，變化率k=0.5T/m，x=0處磁場的磁感應強度B0=0.5T．一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05Ω的金屬棒置于導軌上，并與導軌垂直．棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變．求：
（1）電路中的電流；
（2）金屬棒在x=2m處的速度；
（3）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中安培力做功的大小；
（4）金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩根相距L=0.2m的光滑平行金屬長導軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B=0.5T．導軌上橫放著兩條金屬細桿，其間距為x=0.5 m．構(gòu)成矩形回路，如圖所示．每條金屬細桿的電阻均為R=0.25,質(zhì)量均為m=0.2kg回路中其余部分的電阻不計．在導軌平面內(nèi)給cd桿一個平行于導軌的方向向左、大小為F1=2.1N的拉力，使它向左做初速度為零的勻加速直線運動同時在導軌平面內(nèi)  給ab桿一個平行于導軌的作用力F2，使它向右做初速度為v0=5m／s、加速度大小和方向與cd桿相同的勻變速直線運動求：

  （1）回路中感應電流的大小是多少?方向如何?

  （2）cd桿運動的加速度大小； 

  （3）當cd桿與ab桿間距由0.5m變化到4.5rn時，力F2對ab桿做的功.

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