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2.如图,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,ab棒在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而cd棒恰好能够保持静止,取g=10m/s2,求:
(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)拉力F做功的功率P是多少?

分析 (1)cd棒静止处于平衡状态,由平衡条件可以求出通过cd棒的电流大小,由右手定则或楞次定律判断出感应电流的方向.
(2)ab棒做匀速直线运动,由平衡条件列方程可以求出拉力F的大小.
(3)根据功率公式、E=BLv、欧姆定律列方程求出导体棒的速度.由公式P=Fv求解F的功率.

解答 解:(1)由cd棒静止,对cd棒受力分析可得:BIL=mgsin 30°
代入数据,得:$I=\frac{{mgsin{{30}^0}}}{BL}=1A$
根据右手定则判断,通过cd棒的电流I方向由d到c.
(2)由ab棒作匀速运动,对ab棒受力分析可得:F=BIL+mgsin 30°
代入数据,得:F=0.2 N.
(3)根据E=BLv=I×2R
代入数据得  v=2m/s
由功率 P=Fv
代入数据得:P=0.4 W.
答:(1)通过棒cd的电流I是1A,方向由d到c.(2)棒ab受到的力是2N;(3)拉力F做功的功率P是0.4W.

点评 本题考查了其余感应电流、判断感应电流的方向、求拉力大小、求金属棒的速度,应用平衡条件、E=BLv、楞次定律、欧姆定律、电功率公式即可正确解题;要注意基础知识的学习与运用.

练习册系列答案
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6.如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置着一根长直流导线,电流方向指向读者,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中(  )
A.a、b两点磁感应强度大小相等B.a点磁感应强度最大
C.b点磁感应强度最大D.c、d两点磁感应强度大小相等

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13.在有关布朗运动的说法中,正确的是(  )
A.布朗运动就是分子的运动
B.布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映
C.布朗运动是液体分子无规则运动的反映
D.液体的温度越高,悬浮微粒越小,布朗运动越显著

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知(  )
A.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针
B.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针
C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北通过
D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置,横截面积为S=2×l0-3m2、质量与厚度均不计的活塞,与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm.大气压强P0=l.0×105Pa.现将质量为4kg的物块放在活塞上,取g=10m/s2.求:
①稳定后活塞与气缸底部之间的距离;
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.某同学用如图1所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t.改变钩码个数,重复上述实验.记录的数据及相关计算如表.
实验次数12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/(ms)40.428.623.320.218.1
t2/(ms)21632.2818.0542.9408.0327.6
$\frac{1}{{t}^{2}}$/[×10-4(ms)-2]6.112.218.424.530.6

(1)为便于分析F与t的关系,应作出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的关系图象.
(2)由图线得出的实验结论是F与$\frac{1}{{t}^{2}}$成正比.
(3)设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由实验结论和推导出物体的加速度与时间t的关系可得出的结论是在误差允许范围内,物体质量一定时,加速度与外力成正比.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.如图所示,水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块;B、C处物块的质量相等且为m,A处物块的质量为2m;点A、B与轴O的距离相等且为r,点C到轴O的距离为2r,转盘以某一角速度匀速转动时,A、B、C处的物块都没有发生滑动现象,下列说法中正确的是(  )
A.A处物块的向心加速度最大
B.A处物块受到的静摩擦力最小
C.当转速增大时,最先滑动起来的是C处的物块
D.当转速继续增大时,最后一个滑动起来的是A处的物块

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11.小球A的质量为m,速度为v,与在同一水平直线上运动的小球B相撞,球A以2v的速率反弹回去,则球A的动量增量是-3mv,球B碰撞中的动量增量是3mv.(以v为正方向,碰撞的时间极短)

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12.铁路提速要解决许多技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要问题.已知匀速行驶时,列车所受阻力与速度平方成正比,即f=kv2.列车要提速,就必须研制出更大功率的机车.那么,当列车分别以200km/h和50km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时,机车的牵引力功率之比为(  )
A.2:1B.4:1C.16:1D.64:1

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