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的“U”型金属框架,其框架平面与桌面平行。其ab部分的电阻为R.框架其它部分
的电阻不计。垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd,它们之间的动摩擦因数为,且接触始终良好。cd棒通过不可伸长的细线与一个固定在O点的力的显示器相连,始终处于静止状态。现在让框架由静止开始在水平恒定拉力F的作用下(F是未知数),向右做加速运动,设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。最终框架匀速运动时力的显示器的读数为2mg。已知框架位于竖直向上足够大的匀强磁场中,磁感应强度为B。求:
(1)框架和棒刚开始运动的瞬间,框架的加速度为多大?
(2)框架最后做匀速运动对的速度多大?        
 
(1)(2)
(1)设水平拉力为F,对框架、cd棒受力分析,

当框架匀速运动时,对框架有:F=+F(2分)
对棒有2mg=+ F(3分)
当框架刚开始运动时,对框架由牛顿第二定律得:
F一mg=Ma(3分)
解出a= (2分)
(2)设框架做匀速运动的速度大小为,则感应电动势E=BL  (2分)
回路中的电流:I= (2分)
对框架由力的平衡得:F=BIL+mg  (2分)
联立以上各式解出:    (2分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示的4种情况中,磁场的磁感应强度都是B,导体的长度l和运动速度v的大小都相同.产生感应电动势最小的是(   )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

用水平力F将矩形线框abcd水平向右以速度V匀速拉出磁场,开始时ab边和磁场边缘对齐,如下图所示,设匀强磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里,试针对这一过程,用能量转化守恒定律导出法拉第电磁感应定律.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两平行虚线间的区域内存在着匀强磁场,矩形金属闭合线圈abcd的ab边与磁场边界平行,已知磁场区域的宽度大于bc的边长.线圈从静止开始在向右的水平恒力F的作用下运动,在ab边刚进入磁场区域的瞬间,线圈受力恰好平衡.下面的说法中正确的是[  ]
A.在线圈进入磁场区域的过程中,恒力F对线圈做功的功率保持不变
B.在线圈整体在磁场中运动的过程中,恒力F对线圈做功的功率保持不变
C.在线圈离开磁场区域的过程中,恒力F对线圈做功的功率逐渐减小
D.在线圈穿越磁场区域的整个过程中,恒力F对线圈做的功等于线圈中感应电流产生的焦耳热
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=300,在其上放置一矩形金属线框abcdab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上;已知ABef的距离为4.2m,efgh的距离为0.6m,ghCD的距离3.2m,取g=10m/s2;现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd边与AB边重合),求:

(1)通过计算,在右图中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时(不考虑ab边离开斜面后线框的翻转),线框的速度—时间图象.
(2)线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热.

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(17分)如图(a)所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L=0.3m.导轨左端连接R=0.6 的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场,磁场区域宽D="0.2" m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为t="0.3" ,导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度r="1.0" m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图(b)中画出.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时(  )
A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B.线圈绕P1转动时的电动势大于绕P2转动时的电动势
C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D.线圈绕P1转动时dc边的电动势大于绕P2转动时dc边的电动势

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,平行导轨竖直放置,上端用导线相连,中间跨接的金属棒与导轨组成闭合回路。水平虚线L1、L2之间存在垂直导轨所在平面向里的磁场,磁感应强度的变化规律是

B2=B02 (1+ky),其中B0和k 为已知量,y 为磁场中任一位置到Ll的距离.金属棒从L2 处以某一速度向上运动进人磁场,经过L1时其速度为刚进人磁场时速度的一半,返回时正好匀速穿过磁场.已知金属棒在导轨上滑动时所受的摩擦力和重力之比为5 :13 ,重力加速度为g ,导轨上单位长度的阻值是恒定的,其余的电阻不计.求:
( 1 ) Ll 到导轨上端的距离
( 2 )金属棒向上运动进人磁场的初速度与向下运动进人磁场的速度之比.
( 3 )金属棒向上刚进人磁场的加速度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如右图所示,A、B两闭合线圈为同样的导线制成,匝数均为10匝,半径RA=2RB,图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场,则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=__________,两线圈中感应电流之比为IA∶IB=__________.

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