【題目】如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌相距l=0.5m，兩導(dǎo)軌上端通過一阻值R=5Ω的定值電阻連接，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ=30°，導(dǎo)軌內(nèi)上部有方向垂直軌道面向上、面積S=0.2m2的有界均勻磁場忽略不計磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時間t的變化關(guān)系為B=kt2，式中k=5T/s2。導(dǎo)軌下部有足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域區(qū)域上邊界AB與導(dǎo)軌垂直磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0=2T，方向垂直軌道向下。一長度恰等于導(dǎo)軌間距、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒MN置于兩磁場之間的無磁場區(qū)域，在t=0時由靜止釋放，經(jīng)時間t0金屬棒恰經(jīng)過AB位置，且始終在勻強(qiáng)磁場中做加速度恒為a=2m/s2的勻加速直線運(yùn)動，整個運(yùn)動過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，除R外其他電阻均，取g=10m/s2。試求：

(1)金屬棒在ABCD區(qū)域運(yùn)動時的電流大小及方向；

(2)在時刻t(t>t0)穿過回路的總磁通量的表達(dá)式(用含有t0及t的字母表示)；

(3)根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，確定t0的數(shù)值

【答案】（1） （2） （3）0.5s

【解析】

（1）在磁場中運(yùn)動時，因為a＜gsin30°，可知安培力必沿軌道面向上，故金屬棒中電流由M到N；令金屬棒中電流大小為I，則mgsin30°-B0Il=ma，
解得：I=0.3A
（2）令金屬棒運(yùn)動時間t0后進(jìn)入磁場區(qū)域B0，進(jìn)入磁場前加速度mgsin30°＝ma0

得a0＝5m/s2
設(shè)金屬棒恰經(jīng)過AB位置時的速度v0，則v0=a0t0剛進(jìn)入磁場時的速度為v0為：v0=a0t0，
當(dāng)金屬棒在磁場中運(yùn)動的時間為t時，金屬棒、電阻、導(dǎo)軌組成的回路磁通量為：

帶入數(shù)據(jù)解得：
（3）考慮到回路中的感應(yīng)電勢大小及感應(yīng)電流的方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律：
其中E=IR，
代數(shù)據(jù)解得：t0=0.5s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，速度不同的同種帶電粒子（重力都不計）a、b沿半徑．AO方向進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，a、b兩粒子的運(yùn)動軌跡分別為AB和AC，則下列說法中正確的是

A. a粒子的速度比b粒子速度大

B. a粒子在磁場中的運(yùn)動時間比b粒子長

C. 兩粒子離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心

D. 兩粒子離開磁場時的速度反向延長線不一定都過圓心

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一長木板在水平地面上運(yùn)動，在t=0時刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動的速度－時間圖像如圖所示。己知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦，物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g=10ｍ/s2.求：

（1）物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)；

（2）從t=0時刻到物塊與木板均停止運(yùn)動時，物塊相對于木板的位移的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某實(shí)驗小組僅用一把刻度尺測量一根粗細(xì)均勻、伸長可忽略的細(xì)線的最大承受力。將細(xì)線的一端固定在水平刻度尺（刻度尺固定）上A點(diǎn)，在所測細(xì)線的中點(diǎn)掛一個輕重適中的鉤碼，另一端B可以在刻度尺上左右移動。當(dāng)A、B間的距離增大到某一值時，細(xì)線剛好被拉斷，已知鉤碼的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g。

（1）實(shí)驗小組需要直接測量的物理量有______、______（填物理量名稱和符號，如高度“h”）：

（2）所測細(xì)線最大承受力大小的計算表達(dá)式為______（用已知和所測物理量符號表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖A．，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌間距L=0.5m，置于同一水平面上。導(dǎo)軌間接有阻值R1=1.5Ω的定值電阻。垂直于軌道的虛平面右側(cè)充滿豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一置于軌道上的導(dǎo)體棒與虛平面平行，且相距s=0.32m。在水平向右外力F的作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始做勻加速運(yùn)動，其v-t圖像如圖B．所示。已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=0.1kg，棒接入兩導(dǎo)軌間的阻值r=0.5Ω。求：

（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動的加速度a；

（2）t1=0.3s、t2=0.5s時電壓表的示數(shù)U1、U2；

（3）通過分析、計算、說明，在圖C．中作出0-1.0s內(nèi)水平外力F的大小隨時間的變化圖像。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，從燈絲發(fā)出的電子經(jīng)加速電場加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，若加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，要使電子在電場中的偏轉(zhuǎn)量y增大為原來的2倍，下列方法中不可行的是(　 　)

A. 使U1減小為原來的

B. 使U2增大為原來的2倍

C. 使偏轉(zhuǎn)板的長度增大為原來2倍

D. 使偏轉(zhuǎn)板的距離減小為原來的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在空間中存在兩個相鄰的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場，其寬度均為L�，F(xiàn)將寬度也為L的矩形閉合線圈，從圖中所示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域，則在該過程中，下列選項中能正確反映線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流或其所受的安培力隨時間變化的圖像是(　　)

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)為了測量Rx的電阻值，設(shè)計了如圖甲所示的電路．用到的器材有：電源（電動勢未知．內(nèi)阻為r），理想電流表mA，理想電壓表V，單刀雙擲開關(guān)S．實(shí)驗時他進(jìn)行了如下操作：

(1)在開關(guān)處于斷開狀態(tài)下連接好電路；

(2)將開關(guān)S向電壓表一側(cè)閉合，記錄下電壓表讀數(shù)U1；將開關(guān)S向Rx一側(cè)閉合，記錄下電流表讀數(shù)I2;

(3)根據(jù)已知條件和(2)中測量數(shù)據(jù)，可得電源電動勢E=________，待測電阻的表達(dá)式Rx= _________;（用字母符號表示）

(4)根據(jù)圖甲電路，完成圖乙中各實(shí)物器材之間的連線__________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形閉合線圈豎直放置，是它的對稱軸，通電直導(dǎo)線AB與平行，且AB、所在平面與線圈平面垂直，如要在線圈中形成方向為的感應(yīng)電流，可行的做法是

A. AB中電流Ⅰ逐漸增大

B. AB中電流I先增大后減小

C. 導(dǎo)線AB正對靠近線圈

D. 線圈繞軸逆時針轉(zhuǎn)動90°(俯視)

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