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精英家教网如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上.现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒的速度达到2m/s时,求:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒所受的安培力;
(3)ab棒的加速度.
分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式求出电动势的大小.
(2)结合闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小,从而根据安培力公式求出安培力的大小,通过左手定则判断出安培力的方向.
(3)根据牛顿第二定律求出ab棒的加速度.
解答:解:(1)根据导体棒切割磁感线的电动势E=BLV
代入数据解得:E=0.4V
(2)由闭合电路欧姆定律得回路电流:I=
E
R
=
0.4
0.5
=0.8A

ab受安培力:F=BIL=0.2×0.8×1N=0.16N
方向水平向左
(3)根据牛顿第二定律得ab杆的加速度为:a=
F-F
m

得ab杆的加速度为:a=4.2m/s2   方向水平向右
答:(1)ab棒产生的感应电动势的大小为0.4V.
(2)ab棒所受的安培力为0.16N,方向水平向左.
(3)ab棒的加速度为4.2m/s2,方向水平向右.
点评:本题考查电磁感应与力学和电路的基本综合,比较基础,知道切割的部分相当于电源.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,有一导体杆AC横放在框架上,其质量为m=0.10kg,电阻为R=4.0Ω.现用细绳栓住导体杆,细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量为M=0.30kg,电动机的内阻为r=1.0Ω.接通电路后,电压表的示数恒为U=8.0V,电流表的示数恒为I=1.0A,电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动,其运动的位移-时间图象如图乙所示.取g=10m/s2.求:匀强磁场的宽度;

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如图甲所示,不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,有一导体杆AC横放在框架上,其质量为m=0.10kg,电阻为R=4.0Ω。现用细绳栓住导体杆,细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量为M=0.30kg,电动机的内阻为r=1.0Ω。接通电路后,电压表的示数恒为U=8.0V,电流表的示数恒为I=1.0A,电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动,其运动的位移—时间图像如图乙所示。取g=10m/s2。求:匀强磁场的宽度;

 

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科目:高中物理 来源:2011年四川省成都市实验外国语学校高二第2次月考物理卷 题型:计算题

如左图所示,不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B=1T,有一导体棒AC横放在框架上,其质量为m=0.lkg,电阻为R=4Ω。现用轻绳拴住导体棒,轻绳一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量为M=0.3kg,电动机内阻为r=1Ω,接通电路后,电压表的读数恒为U=8V,电流表的读数恒为I=1A,电动机牵引原来静止的导体棒AC平行于EF向右运动,其运动情况如右图所示(取g=10m/s2),求:
【小题1】匀强磁场的宽度;
【小题2】导体棒在变速运动阶段产生的热量。

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科目:高中物理 来源:2012届江西省高二下学期第一次月考物理卷(特) 题型:计算题

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