【題目】如圖,兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求

1)在t=0t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值;

2)在時刻ttt0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

3)如果面積為S的區(qū)域的均勻磁場的磁感應(yīng)強度B1隨時間t的變化關(guān)系為B1=B0-kt,式中k為大于0的常量,在t=0時刻,均勻磁場垂直于紙面向里。MN(虛線)右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。在t0時刻金屬棒以速度v越過MN時,撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求速度v的大。ㄓk、S、B0、l表示)。

【答案】(1);(2) ;(3)

【解析】

1)在t=0t=t0時間間隔內(nèi),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:

回路中感應(yīng)電流為:

t=0t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值為:。

2)根據(jù)題圖可知,MN左邊的磁場方向與右邊的磁場方向相同,那么總磁通量即為兩種情況之和,即在時刻ttt0)穿過回路的總磁通量為:Φ=Φ1+Φ2=ktS+B0v0t-t0l;

根據(jù)楞次定律判斷可知,回路中產(chǎn)生的感生電動勢與動生電動勢方向相同,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得回路中產(chǎn)生總的感應(yīng)電動勢為:E=E1+E2=kS+B0lv0

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為:

那么安培力大小為:FA=B0Il;

金屬棒勻速運動,根據(jù)平衡條件知水平恒力大小等于安培力大小,即為:F=FA。

聯(lián)立可得:

3)在t0時刻金屬棒以速度v越過MN時,撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運動,說明金屬棒不受安培力,動生電動勢與感生電動勢抵消,則有:kS=B0lv

可得:

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,電源的電動勢為E、內(nèi)阻為rR1、R2R3為定值電阻,RL為光敏電阻(光照減弱時阻值增大)C為電容器。閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,用光照射RL,下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)增大

B. 電源的效率增大

C. 電容器所帶電量增加

D. R2消耗的功率增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是用來測量某電阻絲材料的電阻率的電路圖.實驗中把電阻絲拉直后固定在接線柱ab上,移動滑片改變接觸點P的位置,可改變接入電路中電阻絲的長度.實驗可供選擇的器材還有:

實驗操作如下:

a.用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d;

b.將選用的實驗器材,按照題圖連接實驗電路;

c.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大;

d.接觸點P在電阻絲上某位置時,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值。使電流表滿偏,然后斷開開關(guān).記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L

e.改變接觸點P的位置,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表再次滿偏;重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L

f.斷開開關(guān),整理好器材,進行實驗數(shù)據(jù)分析.

1)某次測量電阻絲直徑d時,螺旋測微器示數(shù)如題圖示,d=_______mm

2)實驗中電流表應(yīng)選擇____(選填供選器材前的編號);

3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖所示的R-L關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0,那么電阻絲的電阻率表達式ρ=____________(用R0、Lod表示);

4)本實驗中,電流表的內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果_________(選填)影響.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向勻強磁場區(qū)域,現(xiàn)將一個等腰梯形閉合導(dǎo)線圈,從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過這個區(qū)域,尺寸如圖所示,下圖中能正確反映該過程線圈中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象是( )

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長方形abcd的長ad=0.6m,寬ab=0.3mO、e分別是ad、bc的中點,以e為圓心,eb為半徑的圓弧和以O為圓心,Od為半徑的圓弧組成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場(eb邊界上無磁場),磁感應(yīng)強度B=0.25T.一群不計重力、質(zhì)量m=3×10-7kg、電荷量q=2×10-3C的帶正電粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場射入磁場區(qū)域,則下列判斷正確的是(

A. Od邊射入的粒子,出射點全部分布在ab

B. aO邊射入的粒子,出射點全部通過b

C. Od邊射入的粒子,出射點全部通過b

D. aO邊射入的粒子,出射點分布在ab

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一科研團隊在某次空氣動力學(xué)實驗中,通過傳感器得到研究對象做勻變速曲線運動的軌跡如圖所示,且質(zhì)點運動到最低點D時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中,下列說法中正確的是

A. 質(zhì)點的速率先增大后減小

B. 質(zhì)點的速率先減小后增大

C. 在任意1s內(nèi),質(zhì)點速度改變的大小相同、方向豎直向上

D. 在任意1s內(nèi),質(zhì)點速度改變的大小相同、方向水平向右

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,間距d0.2m,在桌面上的部分是水平的,處在磁感應(yīng)強度B0.1T、方向豎直向下的有界磁場中,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab的質(zhì)量m0.2kg,電阻r,在導(dǎo)軌上距桌面h0.2m的高處由靜止釋放,落地點距桌面左邊緣的水平距離s0.4m,g10m/s2. 求:

(1)金屬桿進入磁場時,R上的電流大;

(2)整個過程中R上產(chǎn)生的熱量.

(3)整個過程中通過R的電荷量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器,極板N與靜電計相連,極板M與靜電計的外殼均接地。用靜電計測量平行板電容器兩極板間的電勢差U。在兩板相距一定距離d時,給電容器充電,靜電計指針張開一定角度。在整個實驗過程中,保持帶電量Q不變,下面的操作中將使靜電計指針張角變的是( )

A.僅將M板向平移

B.僅將M板向平移

C.僅將M板向平移

D.僅在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)大于1)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20181119日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將兩顆北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星(即北斗三號衛(wèi)星)發(fā)射升空,標志著我國北斗三號基本系統(tǒng)部署完成。此次發(fā)射的北斗三號系統(tǒng)第18顆和第19顆衛(wèi)星,屬于中圓地球軌道(介于近地軌道和同步靜止軌道之間)衛(wèi)星。當衛(wèi)星在軌正常運行時,下列說法正確的是

A. 18顆衛(wèi)星的加速度大于地球表面的重力加速度

B. 18顆衛(wèi)星的運行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

C. 19顆衛(wèi)星的周期小于靜止軌道衛(wèi)星的周期

D. 19顆衛(wèi)星受到地球的萬有引力小于同質(zhì)量靜止軌道衛(wèi)星受到地球的萬有引力

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案