如圖所示,水平面上有兩根相距的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌,它們的電阻可忽略不計(jì),在之間接有阻值為的定值電阻。導(dǎo)體棒,其電阻為,與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度。現(xiàn)在在導(dǎo)體棒ab上施加一個(gè)水平向右的力,使的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),求:

中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大?
中電流的方向如何?
⑶若定值電阻,導(dǎo)體棒的電阻,則多大?
(1)2V   (2)b→a  (3)0.1N

試題分析:(1)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以勻速直線運(yùn)動(dòng)來垂直切割磁感線,在導(dǎo)體棒中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
依據(jù)公式                           
可求得                           
(2)因?qū)w棒與兩導(dǎo)軌、電阻組成閉合回路,所以導(dǎo)體棒中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。根據(jù)安培定則(右手定則)或楞次定律可知導(dǎo)體棒中的電流方向是由 
(3)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知大小等于導(dǎo)體棒受到的安培力
       ①                    
又由閉合電路歐姆定律可知 ②          
聯(lián)立兩式,帶入數(shù)據(jù)得                  
點(diǎn)評(píng):在計(jì)算電流時(shí),導(dǎo)體棒可以看成有內(nèi)阻的電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示裝置,導(dǎo)體棒AB,CD在相等的外力作用下,沿著光滑的軌道各朝相反方向以0.lm/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里,磁感強(qiáng)度B=4T,導(dǎo)體棒有效長度都是L=0.5m,電阻R=0.5Ω,導(dǎo)軌上接有一只R′=1Ω的電阻和平行板電容器,它的兩板間距相距1cm,試求:

(l)電容器及板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;
(2)外力F的大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直.在t=0時(shí)刻,線圈平面與紙面重合,線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng).若規(guī)定a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正方向,則下圖能反映線圈感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是(  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時(shí)間后,金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vmax,則下列說法正確的是(  )。

A.如果B增大,vmax將變大
B.如果α變大,vmax將變大
C.如果R變大,vmax將變大
D.如果m變小,vmax將變大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌間距為l,左端與一電阻R相連.導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.金屬桿ab垂直于兩導(dǎo)軌放置,電阻為r,與導(dǎo)軌間無摩擦.現(xiàn)對(duì)桿ab施加向右的拉力,使桿ab向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng),則(   )

A.金屬桿中的電流由a到b
B.金屬桿a端的電勢(shì)高于b端的電勢(shì)
C.拉力F=
D.R上消耗的功率P=()2R

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖(a)所示,一端封閉的兩條足夠長平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上,相距L,其中寬為L的abdc區(qū)域無磁場(chǎng),cd右段區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0,磁場(chǎng)方向垂直于水平面向上;ab左段區(qū)域存在寬為L的均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B,如圖(b)所示,磁場(chǎng)方向垂直水平面向下。一質(zhì)量為m的金屬棒ab,在t=0的時(shí)刻從邊界ab開始以某速度向右勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到cd處。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計(jì)。

(1)求金屬棒從邊界ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量Q;
(2)經(jīng)分析可知金屬棒剛進(jìn)入cd右段的磁場(chǎng)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng),求金屬棒在該區(qū)域克服安培力做的功W。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,甲圖中的電容器C原來不帶電,除電阻R外,其余部分電阻均不計(jì),光滑且足夠長的導(dǎo)軌水平放置,現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab水平向右的初速度v(V>E/BL),則甲、乙、丙三種情形下ab棒最終的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是  (   )
A.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均作勻速運(yùn)動(dòng)
B.甲、丙中導(dǎo)體棒ab最終將以不同的速度作勻速運(yùn)動(dòng),乙中導(dǎo)體棒ab最終靜止
C.甲、丙中導(dǎo)體棒ab最終將以相同的速度作勻速運(yùn)動(dòng),乙中導(dǎo)體棒ab最終靜止
D.三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,足夠長的U形導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m,電阻忽略不計(jì),其所在平面與水平面成θ=37°角,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面,一根質(zhì)量m=0.2kg,有效電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上,導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng),通過導(dǎo)體棒截面的電量共為Q=2C.求:

(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度;
(2)導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過程中,導(dǎo)體棒的電阻消耗的電功.
(sin 37°=0.6  cos 37°=0.8  g=10m/s2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電磁學(xué)的基本現(xiàn)象和規(guī)律在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。下列哪些電器件在工作時(shí),不是應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(     )
A.干電池B.電磁爐C.動(dòng)圈式話筒D.水力發(fā)電機(jī)

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