精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属框架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形,金属杆的电阻为r,其余部分电阻不计.

⑴若从t=0时刻起,磁场的磁感应强度均匀增加,每秒钟增量为k,施加一水平拉力保持金属杆静止不动,求金属杆中的感应电流.
⑵在情况⑴中金属杆始终保持不动,当t= t1秒末时,求水平拉力的大小.
⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时,可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.
 ⑵ ⑶

试题分析:(1)由题得:磁感应强度B的变化率
由法拉第电磁感应定律知:回路中感应电动势 
感应电流 ,根据楞次定律知感应电流方向为逆时针,即由b→a→d→e.
(2)当时,,安培力大小为;棒的水平拉力  

(3)为了使棒中不产生感应电流,则回路中总磁通量不变.
t=0时刻,回路中磁通量为 ;设t时刻磁感应强度为B,此时回路中磁通量为
应有   
磁感应强度随时间的变化规律是B
点评:本题根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势,由欧姆定律和安培力公式推导安培力的表达式,是常用的方法和思路.当回路中没有感应电流产生时,回路总的磁通量应保持不变.
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

粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框abcd置于有界匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向(向上.向下.向左.向右)分别平移出磁场,如图所示,则线框移出磁场的整个过程中:  
A.四种情况下流过ab边的电流的方向都相同
B.四种情况下ab两端的电势差都相等
C.四种情况下流过线框的电量都相等
D.四种情况下磁场力对线框做的功率都相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如右图所示,a、b是同种材料(非超导材料)制成的等长导体棒,静止于水平面内足够长的光滑水平导轨上,b的质量是a的2倍,匀强磁场垂直于纸面向里.若给a 4.5 J的初动能使之向左运动,最后a、b速度相同且均为a初速度的,不计导轨的电阻,则整个过程中a棒产生的热量最大值为(  )
A.2 JB.1.5 J
C.3 JD.4.5 J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

MN与PQ为足够长的光滑金属导轨,相距L=0.5m,导轨与水平方向成θ=30°
放置。匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向与导轨平面垂直指向左上方。金属棒ab、cd放
置于导轨上(与导轨垂直),质量分别为mab=0.1kg和mcd=0.2kg,ab、cd的总电阻为R=0.2Ω
(导轨电阻不计)。当金属棒ab在外力的作用下以1.5m/s的速度沿导轨匀速向上运动时,


(1)当ab棒刚开始沿导轨匀速运动时,cd棒所受安培力的大小和方向。
(2)cd棒运动时能达到的最大速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长。电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成370角,下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为0.2kg。电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。求:

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻消耗的功率为,求该速度的大小;
( ,)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直.一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计.电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2.当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动.
(1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小;
(2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时,导体棒产生的感应电动势大小;
(3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,顶角为90°的“∨”型光滑金属导轨MON固定在倾角为θ的绝缘斜面上,M、N连线平行于斜面底端,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离L=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向垂直于斜面向下的匀强磁场中。一根质量m=0.4kg,粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒ab,受到平行于斜面向上且垂直于ab的变力F作用,以速度v=2m/s沿导轨向下匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,从导体棒在MN时开始计时,

⑴t=0时,F=0,求斜面倾角θ;
⑵求0.2s内通过导体棒的电荷量q;
⑶求导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两根相距L的足够长的金属直角导轨如右图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面.质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R.整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中.当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以速度V2向下匀速运动.重力加速度为g.以下说法正确的是(    )
A.ab杆所受拉力F的大小为μmg+B.cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为D.μ与V1大小的关系为

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5 m,左端通过导线与阻值为2 W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4 W的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2 m,CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示,在t=0时,一阻值为2 W的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动,当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:

(1)通过小灯泡的电流强度。
(2)恒力F的大小。
(3)金属棒的质量。

查看答案和解析>>

同步练习册答案