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(16分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两光滑平行导轨PQMN,导轨的电阻不计,间距为d = 0.5m,PM两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B = 0.2T的匀强磁场中.电阻均为r = 0.1Ω、质量分别为m1 = 0.3kg和m2 = 0.5kg的两金属棒abcd平行的搁在导轨上,现固定棒ab,让cd在水平恒力F = 0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)cd棒两端哪端电势高;
(2)当电压表的读数为U = 0.2V时,cd棒受到的安培力多大;
(3)棒cd能达到的最大速度vm
 
(1)c端电势高(2)0.2N(3)
(1)c端电势高            (3分)
(2) ∵L1L2串联
∴流过L2的电流为:   I=U/2r="2A"      ①  (3分)
F=BdI="0.2N                  " ② (3分)
(3)当L2所受安培力F=F时,棒有最大速度vm,此时电路中电流为Im. (2分)
      则:F=BdIm                   ③  
E=Bdvm                                      ④     (2分)
      Im=E/2r                         ⑤     (1分)
由③④⑤得:    ⑦  (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,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西的稳定且强度较大的直流电流。现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是(     )
A.先顺时针后逆时针
B.先逆时针后顺时针
C.先顺时针后逆时针,然后再顺时针
D.先逆时针后顺时针,然后再逆时针

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图水平放置的上下平行金属板MN相距d=0.2m,板间有竖直纸面向内的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路。足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CDEF水平放置,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度也为B。电阻为r=1的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好。已知滑动变阻器的总阻值为R=4,滑片P的位置位于变阻器的中点。有一个电荷量为q=+2.0×10-5C的带电小球,沿光滑斜面下滑后从两板中间左端沿中心线水平射入场区。(g=10m/s2

(1)小球从高H=0.45m处由静止开始下滑,到C点时速度v0多大?
(2)若金属棒ab静止,小球以初速度v0射入后,恰从两板间沿直线穿过,求小球的质量m=?
(3)当金属棒ab以速度v=1.5m/s的速度向左匀速运动时,试求:小球从多高的地方滑下时,小球恰能垂直的打在金属板M上。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,MNPQ是相互交叉成60°角的光滑金属导轨,O是它们的交点且接触良好.两导轨处在同一水平面内,并置于有理想边界的匀强磁场中(图中经过O点的虚线即为磁场的左边界).导体棒ab与导轨始终保持良好接触,并在弹簧S的作用下沿导轨以速度v0向左匀速运动.已知在导体棒运动的过程中,弹簧始终处于弹性限度内.磁感应强度的大小为B,方向如图.当导体棒运动到O点时,弹簧恰好处于原长,导轨和导体棒单位长度的电阻均为r,导体棒ab的质量为m.求:
(1)导体棒ab第一次经过O点前,通过它的电流大小;
(2)弹簧的劲度系数k
(3)从导体棒第一次经过O点开始直到它静止的过程中,导体棒ab中产生的热量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图15所示,电阻不计的平行金属导轨MNOP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,导轨相距为d,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.质量为m、电阻为R的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F向右拉动CD,CD受恒定的摩擦阻力Ff.已知F > Ff,求:?

图15
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少??
(3)当CD的速度是最大速度的13时,CD的加速度是多少???????????????

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一矩形线圈位于一匀强磁场内,磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示.以I表示线圈中产生的感应电流,取垂直于纸面向里为磁场的正方向,取顺时针方向的感应电流为正,则以下的I-t图(如下图)中正确的是(   )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图12-11甲所示,用裸导体做成U形框架abcd,adbc相距L="0.2" m,其平面与水平面成θ=30°角.质量为m="1" kg的导体棒PQadbc接触良好,回路的总电阻为R="1" Ω.整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向).t=0时,B0="10" T、导体棒PQcd的距离x0="0.5" m.若PQ始终静止,关于PQ与框架间的摩擦力大小在0~t1="0.2" s时间内的变化情况,下面判断正确的是(  )

图12-11
A.一直增大B.一直减小C.先减小后增大D.先增大后减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,大小相等的匀强磁场分布在直角坐标系的四个象限里,相邻象限的磁感强度B的方向相反,均垂直于纸面,现在一闭合扇形线框OABO,以角速度ω绕Oz轴在xOy平面内匀速转动,那么在它旋转一周的过程中(从图中所示位置开始计时),线框内感应电动势与时间的关系图线是:
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两条相距d=0.2m足够长的平行金属导轨固定在同一倾角为30°的绝缘斜面上,并处于垂直斜面向上的匀强磁场中,磁场的磁感强度B=0.5T,导轨上放着垂直导轨的金属棒ab和cd,质量分别为=0.02kg,=0.04kg,其电阻均为r=0.1Ω。先控制金属棒cd静止,ab棒在沿斜面向上的拉力F作用下沿斜面向上运动。若金属导轨电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。

求:(1)cd固定不动(2)cd不固定,两种情况下,若使ab棒均以2m/s速度沿斜面向上作匀速运动,作用在ab棒上的拉力F分别多大?g取10m/(要求第一种情况画ab棒受力图,第二种情况画cd棒受力图)

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