如圖所示,兩根水平平行固定的光滑金屬導(dǎo)軌寬為L,足夠長,在其上放里兩根長也為L且與導(dǎo)軌垂直的金屬棒ab和cd,它們的質(zhì)量分別為2m、m,電阻阻值均為R(金屬導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計(jì)),整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.
(1)現(xiàn)把金屬棒ab鎖定在導(dǎo)軌的左端,如圖甲,對 cd施加與導(dǎo)軌平行的水平向右的恒力F,使金屬棒cd向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬棒cd的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)穩(wěn)定時(shí),金屬棒cd的運(yùn)動(dòng)速度是多大?
(2)若對金屬棒ab解除鎖定,如圖乙,使金屬棒cd獲得瞬時(shí)水平向右的初速度v0,當(dāng)它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定的過程中,流過金屬棒ab的電量是多少?整個(gè)過程中ab和cd相對運(yùn)動(dòng)的位移是多大?
(1) 。
(2) 流過ab的電量為
整個(gè)過程中ab和cd相對運(yùn)動(dòng)的位移是。
 (1)當(dāng)cd棒穩(wěn)定時(shí),恒力F和安培力大小相等,方向相反,以速度v勻速度運(yùn)動(dòng),有,又,得。
(2) ab棒在安培力作用下加速運(yùn)動(dòng),而cd在安培力作用下減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)它們的速度相同,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),回路中的電流消失,ab、cd棒開始做勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)這一過程經(jīng)歷的時(shí)間為t,最終ab、cd棒的速度為,通過ab棒的電量為Q.則對于ab棒由動(dòng)量定理得,即。同理,對于cd棒有,即,得。
設(shè)整個(gè)過程中ab和cd的相對位移為s,由法拉第電磁感應(yīng)定律得
流過ab的電量為
則由,得
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:問答題

如圖所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=1000,線圈面積S=200,線圈的電阻為r=1Ω,在線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的電阻,電阻的一端b跟地相接,把線圈放入一個(gè)方向垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖線B-t所示.求:

(1)從計(jì)時(shí)起t=3s,t=5s時(shí)穿過線圈的磁通量是多少?
(2)a點(diǎn)的最高電勢和最低電勢各多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖甲所示,由均勻電阻絲做成的正方形 線框abcd的電阻為R1,ab=bc=cd=da=l,現(xiàn)將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,整個(gè)過程中ab、cd兩邊始終保持與邊界平行.令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時(shí)t=O,電流沿abcda流動(dòng)的方向?yàn)檎?br /> (1)在圖乙中畫出線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象.
(2)在圖丙中畫出線框中a、b兩點(diǎn)間電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖象.
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

平行軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2=8Ω的電阻,軌道間距L="1" m,軌道很長,本身電阻不計(jì).軌道間磁場按如圖所示的規(guī)律分布,其中每段垂直紙面向里和向外的磁場區(qū)域?qū)挾染鶠? cm,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B="1" T,每段無磁場的區(qū)域?qū)挾染鶠? cm,導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1Ω,與軌道接觸良好.現(xiàn)使ab以v="10" m/s向右勻速運(yùn)動(dòng).求:
(1)當(dāng)導(dǎo)體棒ab從左端進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)開始計(jì)時(shí),設(shè)電流方向從a流向b為正方向,請畫出流過導(dǎo)體棒ab的電流隨時(shí)間變化關(guān)系的i-t圖象.
(2)整個(gè)過程中流過導(dǎo)體棒ab的電流為交變電流,求出流過導(dǎo)體棒ab的電流有效值.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,在水平面上有兩條平行導(dǎo)電導(dǎo)軌MN、PQ,導(dǎo)軌間距離為,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面(紙面)向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩根金屬桿1、2擺在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,它們的質(zhì)量和電阻分別為,兩桿與導(dǎo)軌接觸良好,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,已知:桿1被外力拖動(dòng),以恒定的速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng);達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),桿2也以恒定速度沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),導(dǎo)軌的電阻可忽略,求此時(shí)桿2克服摩擦力做功的功率。
      

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,寬L=1m、傾角的光滑平行導(dǎo)軌與電動(dòng)勢E=3.0V、內(nèi)阻r=0.5的電池相連接,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量m=200g、電阻R=1的導(dǎo)體ab從靜止開始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)期于電阻,且導(dǎo)軌足夠長。試計(jì)算:
(1)若在導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)t=3s后將開關(guān)S合上,這時(shí)導(dǎo)體受到的安培力是多大?加速度是多少?
(2)導(dǎo)體ab的收尾速度是多大?
(3)當(dāng)達(dá)到收尾速度時(shí),導(dǎo)體ab的重力功率、安培力功率、電功率以及回路中焦耳熱功率和化學(xué)功率各是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距l,在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場,磁感強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m,電阻為r的導(dǎo)體棒ab,垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場左邊界相距d0,F(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由靜止開始運(yùn)動(dòng),棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì))。求:
(1)棒ab在離開磁場右邊界時(shí)的速度;
(2)棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個(gè)回路所消耗的電能;
(3)試分析討論ab棒在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況。
                                                             

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,平行導(dǎo)軌水平放置,勻強(qiáng)磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面,兩金屬棒、和軌道組成閉合電路,用水平恒力F向右拉,使分別以的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),若棒與軌道間的滑動(dòng)摩擦力為,則回路中感應(yīng)電流的功率為(    )              
A.B.C.
D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,一個(gè)閉合矩形金屬線圈abcd從一定高度釋放,且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上。在它進(jìn)入一個(gè)有直線邊界的足夠大的勻強(qiáng)磁場的過程中,取線圈dc邊剛進(jìn)磁場時(shí)t=0,則描述其運(yùn)動(dòng)情況的圖線可能是圖乙中的()

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