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1.如圖所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m,其電阻不計,兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置,每棒兩端都與導軌始終有良好接觸,已知兩棒質量均為m=0.02kg,電阻均為R=0.1Ω,整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.2T,棒ab在平行于導軌向上的力F作用下,沿導軌向上勻速運動,而棒cd恰好能夠保持靜止.g取10m/s2,求:
(1)通過棒cd的電流I的大��;
(2)棒ab受到的力F的大�。�
(3)棒ab運動速度的大�。�

分析 (1)對cd研究:cd保持靜止,分析受力,由平衡條件求出安培力,即能求出電流.
(2)再對棒ab研究,棒ab沿導軌向上勻速運動,由平衡條件求出F.
(3)金屬棒ab以恒定速度v運動,切割磁感線產生感應電動勢,由公式E=Blv和歐姆定律結合可求出棒ab運動速度的大�。�

解答 解:(1)棒cd受到的安培力 Fcd=BIl…①
棒cd在共點力作用下平衡,則 Fcd=mgsin30°…②
聯(lián)立①②解得 I=\frac{mgsin30°}{Bl}=\frac{0.2×0.5}{0.2×0.5}A=1A. 
(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等 Fab=Fcd      …③
對棒ab由共點力平衡有 F=mgsin30°+BIl…④
聯(lián)立③④解得F=2mgsin30°=2×0.2×0.5N=0.2N  
(3)設ab棒勻速運動的速度大小為v,則產生的感應電動勢 E=Blv     …⑤
由閉合電路歐姆定律知 I=\frac{E}{2R}…⑥
聯(lián)立⑤⑥解得v=2m/s   
答:
(1)通過cd棒的電流I大小是1A.
(2)棒ab受到的力F是0.2N.
(3)棒ab運動速度的大小是2m/s.

點評 本題是電磁感應中的力學問題,綜合運用電磁磁學知識和力平衡知識.第2問題,也可以選擇研究整體法求解F的大小.

練習冊系列答案
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A.電壓u的頻率為100 Hz
B.電壓表的示數(shù)為22V
C.照射R的光變強時,燈泡變暗
D.照射R的光變強時,電流表的示數(shù)變大

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12.宋代詩人陳與義乘著小船出游時,曾經(jīng)寫了一首詩:飛花兩岸照船紅,百里榆堤半日風,臥看滿天云不動,不知云與我俱東.詩中“滿天云不動”所選取的參考系是( �。�
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16.如圖所示,MN是空氣與某種液體的分界面,一束紅光由空氣射到分界面,一部分光被反射,一部分光進入液體中.當入射角是45°時,折射角為30°.以下說法正確的是( �。�
A.反射光線與折射光線的夾角為120°
B.該液體對紅光的折射率為\frac{{\sqrt{2}}}{2}
C.該液體對紅光的全反射臨界角為45°
D.當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面,折射角也是30°

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6.如圖所示,半圓形豎直光滑軌道bc固定在水平地面上,軌道半徑R=0.6m,與水平粗糙地面ab相切,質量m2=0.2kg的物塊B靜止在水平地面上b點,另一質量m1=0.6kg物塊A在a點以v0=10m/s的初速度沿地面滑向物塊B,與物塊B發(fā)生碰撞(碰撞時間極短),碰后兩物塊粘在一起,之后沖上半圓軌道,到最高點c時,兩物塊對軌道的壓力恰好等于兩物塊的重力.已知ab兩點間距L=3.6m,A與B均可視為質點,空氣阻力不計,g取10m/s2.求:
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(2)物塊A和地面間的動摩擦因數(shù)μ.

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13.如圖所示,光滑固定導軌m、n水平放置,兩根導體棒p、q平行放于導軌上,形成一個閉合回路,當一條形磁鐵從高處自由下落接近回路時(重力加速度為g)( �。�
A.p、q將互相靠攏B.p、q將互相遠離
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10.如圖所示為一交流發(fā)電機的原理示意圖,其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm,bc=ad=20cm,匝數(shù)n=100,線圈的總電阻r=0.20Ω,線圈在磁感強度B=0.050T的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸OOˊ勻速轉動,角速度ω=100πrad/s.線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8Ω的定值電阻連接.計算時π取3.
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(2)求此發(fā)電機在上述工作狀態(tài)下的輸出功率;
(3)求從線圈經(jīng)過中性面開始計時,經(jīng)過\frac{1}{4}周期時間通過電阻R的電荷量.

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