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(16分)如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2Ω的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r=0.1,质量m=0.1kg,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T 。现在金属杆上施加一垂直于杆的水平向右外力F,使R上的电压每秒钟均匀地增加0.05V,设导轨足够长。
(1)证明金属棒做匀加速运动并求出加速度的大小
(2)写出外力F随时间变化的函数式
(3)试求从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量.
(1)
(2)(N)
(3)0.5C

(1)因为


所以
 
,即金属棒做匀加速运动。
(2)

 
解得(N)
(3)解法一:
,   
    

解法二:


=0.5C
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如左图所示,空间存在着竖直向下的B=0.5T的匀强磁场,MN、PQ是放在同一水平面的光滑平行长直导轨,其间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上的导体棒,从零时刻开始,对a b加以大小为F=0.45N,方向水平向左的水平拉力,使其从静止开始沿导轨运动,此过程中,棒一直保持与导轨垂直且良好接触,右图是导体棒的速度时间图象,其中AO是图象在O点的切线,AB是图象的渐近线。

(1)除R以外,其余部分电阻均不计,求R的阻值。
(2)当ab位移100m时,其速度刚好到达10m/s,求此过程中电阻R上产生的热量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

.如图所示,当矩形线圈在匀强磁场中以较小的角速度逆时针匀速
转动时,与之相连的灵敏电流表指针左右摆动。若当线圈转动到图示位置时,电流计指针在刻度盘的右边。线圈由图示位置继续转动,则当                                (   )
A.线圈在转过90°~180°的过程中,电流计指针在刻度盘的左边
B.线圈在转过270°~360°的过程中,电流计指针在刻度盘的左边
C.线圈转至900瞬间,电流计指针在刻度盘的右边
D.线圈通过图示位置时,线圈中电流改变方向

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)、如图所示,在一光滑水平的桌面上,放置一质量为M,宽为L的足够长“U”型框架,其ab部分电阻为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μ,棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k 的另一端固定的轻弹簧相连。开始弹簧处于自然状态,框架和棒均静止。现在让框架在大小为2μmg的水平拉力作用下,向右做加速运动,引起棒的运动可看成是缓慢的。水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B
问:(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(棒处于静止状态)时的速度多大?
(3)若框架通过位移S后开始匀速,已知弹簧的弹性势能的表达式为kx2/2(x为弹簧的形变量),则在框架通过位移S的过程中,回路中产生的电热为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并且框架接触良好,以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从处以的初速度,沿x轴负方向做的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:

(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出金属棒的运动距离s,以及0.4s时回路内的电阻R,然后代入q=求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
(2)金属棒经过多长时间落到地面?
(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图3-6-10所示,相距为 L 的两条足够长的光滑水平平行轨道上,平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆 ab 和 cd,组成矩形闭合回路.轨道电阻不计,匀强磁场 B 垂直穿过整个轨道平面.开始时 ab 与 cd 均处于静止状态,现用一个平行轨道的恒力 F 向右拉 ab 杆,则下列说法中正确的是(   )

图 3-6-10
A.cd 杆向左运动
B.cd 杆向右运动
C.cd 杆与 cd 杆均先做变加速运动,后做匀速运动
D.ab 杆与 cd 杆均先做变加速运动,后做匀加速运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,在B=0.2特的匀强磁场中,一根长为L=0.5米的导线ab沿光滑导轨向右以V=10米/秒的速度匀速滑动,R1=R2=1欧,导线ab和导轨的电阻不计,求磁场对导线ab的作用力。              

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车,青藏铁路安装的一种电磁装置可以向控制中心传输信号,以确定火车的位置和运动状态,其原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面,如图甲所示(俯视图),当它经过安放在两铁轨间的线圈时,线圈便产生一个电信号传输给控制中心.线圈边长分别为l1l2,匝数为n,线圈和传输线的电阻忽略不计.若火车通过线圈时,控制中心接收到线圈两端的电压信号u与时间t的关系如图乙所示(abcd均为直线),t1t2t3t4是运动过程的四个时刻,则火车(   )
A.在t1~t2时间内做匀加速直线运动
B.在t3~t4时间内做匀减速直线运动
C.在t1~t2时间内加速度大小为
D.在t3~ t4时间内平均速度的大小为

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