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如图所示,间距为L的光滑水平金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值为R的电阻.质量为m的导体棒放置在导轨上,其电阻为R0。在拉力F作用下从t=0的时刻开始运动,其速度随时间的变化规律为vvmsinωt,不计导轨电阻.求:

(1)从t=0到t=时间内电阻R产生的热量.
(2)从t=0到t=时间内拉力F所做的功.
(1)(2)mv

试题分析:(1)eBLvBLvmsinωt  (2分)        i==sinωt (2分)
电流的有效值I==    (2分)
t=0 ~t=时间内在R上产生的热量为:
QI2Rt=[]2·R·=.       (2分)
(2)由vvmsinωt知:
t=0时,v=0      (1分)
t=时,vvm      (1分)
由功能关系得
WFmvI2(RR0)=mv+.  (4分)
点评: 能够把电磁感应和动能定理结合解决问题.知道正弦交变电流产生热量的求解方式.
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

如图甲所示,在光滑水平面上用恒力F拉质量为1 kg的单匝均匀正方形铜线框,在1位置以速度v0=3 m/s进入匀强磁场时开始计时t=0,此时线框中感应电动势为1 V,在t=3 s时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场.此过程中v-t图象如图乙所示,那么(   )
A.t=0时线框右侧的边两端M、N间电压为0.25 V
B.恒力F的大小为1.0 N
C.线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为2 m/s
D.线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为1 m/s

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t发生如图乙所示变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,光滑的平行导轨P、Q相距L="1" m,处在同一水平面中,导轨的左端接有如图所示的电路,其中水平放置的电容器两极板相距d="10" mm,定值电阻,导轨的电阻不计。磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时,电容器两极板之间质量、带电荷量的微粒恰好静止不动;当S闭合后,微粒以a="7" m/s2向下做匀加速运动。取g="10" m/s2。求:

(1)金属棒ab运动的速度大小是多大?电阻是多大?
(2)闭合后,使金属棒ab做匀速运动的外力的功率是多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd,线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直,从t=0时刻起,线圈以恒定角速度ω=2π/T绕cd边沿如图所示方向转动,规定线圈中电流沿abcda 方向为正方向,则从t=0到t=T时间内,线圈中的电流i随时间t变化关系图象为:

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vmax,则下列说法正确的是(  )。

A.如果B增大,vmax将变大
B.如果α变大,vmax将变大
C.如果R变大,vmax将变大
D.如果m变小,vmax将变大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

有一半径为R,电阻率为ρ,密度为d的均匀圆环落入磁感应强度B的径向磁场中,圆环的截面的半径为r(r<<R)。如图所示,当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v,则
A.此时整个圆环的电动势
B.忽略电感的影响,此时圆环的电流
C.此时圆环的加速度
D.如果径向磁场足够长,则圆环的最大速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图(a)所示,一端封闭的两条足够长平行光滑导轨固定在水平面上,相距L,其中宽为L的abdc区域无磁场,cd右段区域存在匀强磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直于水平面向上;ab左段区域存在宽为L的均匀分布但随时间线性变化的磁场B,如图(b)所示,磁场方向垂直水平面向下。一质量为m的金属棒ab,在t=0的时刻从边界ab开始以某速度向右匀速运动,经时间运动到cd处。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计。

(1)求金属棒从边界ab运动到cd的过程中回路中感应电流产生的焦耳热量Q;
(2)经分析可知金属棒刚进入cd右段的磁场时做减速运动,求金属棒在该区域克服安培力做的功W。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个边长为、电阻为的等边三角形线框,在外力作用下,以速度匀速穿过宽均为的两个匀强磁场区.这两个磁场的磁感应强度大小相等,方向相反.线框的运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直,取逆时针方向的电流为正.若从图示位置开始计时,关于线框中产生的感应电流与运动时间之间的函数图象,正确的是   (   )

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