如圖所示,水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d=0.5m,左端通過導(dǎo)線與阻值為2Ω的電阻R連接,右端通過導(dǎo)線與阻值為4Ω的小燈泡L連接;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,CE長為2m,CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B如圖所示隨時(shí)間t變化;在t=0s時(shí),一阻值為2Ω的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動,當(dāng)金屬棒從AB位置運(yùn)動到EF位置的全過程中,小燈泡的亮度都沒有變化。求:⑴通過小燈泡的電流強(qiáng)度;⑵恒力F的大;⑶金屬棒的質(zhì)量。
⑴0.1A  ⑵0.3N ⑶1.2kg
⑴金屬棒未進(jìn)入磁場,電路總電阻R=R+RL=5Ω      ①
回路中的感應(yīng)電動勢E=="0.5V         " ②
通過燈泡的電流  IL=="0.1A           " ③
⑵因燈泡亮度不變,故在t=4s末金屬棒剛好進(jìn)入磁場,且做勻速運(yùn)動,此時(shí)金屬棒中的電流為
I=IR+IL=0.3A            ④
恒力F的大小為 F=F=BId=2×0.3×0.5N="0.3N    " ⑤
⑶金屬棒進(jìn)入磁場后回路中的總電阻  、
金屬棒中感應(yīng)電動勢 E=Bdv=I="1v       " ⑦
t=4s末金屬棒的速度 v=="1m/s    " ⑧
 0~4s金屬棒的加速度  a=v/t=0.25m/s2        ⑨
由F="ma" 得金屬棒的質(zhì)量  m=F/a=1.2kg
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌光滑并且固定在水平面上,導(dǎo)軌一端連接電阻R,其它電阻不計(jì),垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,當(dāng)一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動(  )
A.棒從靜止到最大速度過程中,棒的加速度不斷增大
B.棒從靜止到最大速度過程中,棒克服安培力所做的功等于棒的動能的增加量和電路中產(chǎn)生的內(nèi)能
C.棒ab作勻速運(yùn)動階段,外力F做的功等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能
D.無論棒ab做何運(yùn)動,它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,邊長為L的正方形金屬框,匝數(shù)為n,質(zhì)量為m,電阻為R,用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場邊緣,金屬框的上半部處于磁場內(nèi),下半部處于磁場外.磁場隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt(k>0),已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg,下列說法正確的是(   )
A.線圈的感應(yīng)電動勢大小為nk·
B.細(xì)繩拉力最大時(shí),金屬框受到的安培力大小為mg
C.從t=0開始直到細(xì)線會被拉斷的時(shí)間為
D.以上說法均不正確

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,兩根互相絕緣的通電長直導(dǎo)線,正交地放在水平面上。兩個(gè)相同的閉合圓形線圈a、b放在同一水平面上,兩線圈的圓心到兩導(dǎo)線的距離都是d。設(shè)兩直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度相等,方向如圖所示。若兩根導(dǎo)線中的電流以相同的變化率均勻減小。則 (      )
A.a(chǎn)中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,b中無感應(yīng)電流
B.b中有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,a中無感應(yīng)電流
C.a(chǎn)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,b中無感應(yīng)電流
D.b中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,a中無感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于軌道平面斜向下,當(dāng)磁場從零均勻增大時(shí),金屬桿ab始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則金屬桿受到的靜摩擦力將     (   )
A.逐漸增大
B.逐漸減小
C.先逐漸增大,后逐漸減小
D.先逐漸減小,后逐漸增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,有兩個(gè)同心導(dǎo)體圓環(huán)。內(nèi)環(huán)中通有順時(shí)針方向的電流,外環(huán)中原來無電流。當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時(shí),外環(huán)中有無感應(yīng)電流?方向如何?

 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

距地面某一高度處在水平面內(nèi)固定一個(gè)閉合導(dǎo)線環(huán),在它的正上方距地h高處有一質(zhì)量為m、豎直放置的小條形磁鐵,將其釋放做初速為零的下落運(yùn)動,剛好不接觸地穿過導(dǎo)線環(huán),落地前的瞬時(shí)速度為V.如果忽略空氣阻力,則( 。
A.V=
2gh
B.
1
2
mv2=mgh
C.導(dǎo)體環(huán)獲得的電能E=
1
2
mv2-mgh
D.導(dǎo)體環(huán)增加的內(nèi)能△E內(nèi)=mgh-
1
2
mv2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場的兩條金屬導(dǎo)軌(足夠長),導(dǎo)軌寬度為d,導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與平行金屬板MN相連,有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,在x軸的下方有一場強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)過平行金屬板MN,然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線穿過y軸,而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進(jìn)入電場和磁場疊加的區(qū)域,最后到達(dá)y軸上的H點(diǎn)。已知OG長為l,不計(jì)粒子的重力。求:

(1)金屬棒ab做勻速直線運(yùn)動速度的大小B?
(2) 粒子到達(dá)H點(diǎn)時(shí)的速度多大?
(3)要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界, 電場強(qiáng)度以滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分) 如圖所示,兩根豎直放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌,上端接阻值R=3 Ω的定值電阻.水平虛線間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場B,磁場區(qū)域的高度為d=0.3 m.導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2 kg,電阻Ra=3 Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1 kg,電阻Rb=6 Ω.它們分別從圖中P、Q處同時(shí)由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動,且都能勻速穿過磁場區(qū)域,當(dāng)b剛穿出磁場時(shí)a正好進(jìn)入磁場.設(shè)重力加速度為g=10 m/s2,不計(jì)a、b之間的作用,整個(gè)過程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).求:

(1)在整個(gè)過程中,a、b兩棒克服安培力做的功分別是多少;
(2)a、b棒進(jìn)入磁場的速度;
(3)分別求出P點(diǎn)和Q點(diǎn)距A1的高度.

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