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如图12-72所示,两根很长的光滑的平行导轨相距L,放在水平面内,其左端接有电容器、阻值为R1和R2的电阻,整个装置放在磁感应强度为B的匀强磁场中,现用大小为F的恒力水平拉棒ab,使它沿垂直棒的方向向右运动,棒ab与导轨的电阻不计.试求:

图12-72
(1)棒ab运动的最大速度;
(2)若棒达到最大速度以后突然停止,则停止瞬间棒所受安培力的大小和方向.
(1)  (2) 方向向右
(1)ab棒在力F的作用下向右加速运动,电路中产生感应电流,ab棒受安培力,加速度减小,当合力为零时速度最大,即安培力F1=F时速度最大.又由E=BLvm,I1=,F1=BIL求得vm=
(2)棒以最大速度运动时,电容器两极板间的电压等于棒切割产生的电动势,即E=BLvm=.棒ab突然停止,电容器相当于电源,此时ab棒中电流I2=,方向由b→a,ab棒受安培力F2=BI2L=,由左手定则判定方向向右.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(20分)如图所示,defg是两根足够长且固定在竖直方向上的光滑金属导轨,导轨间距离为L,电阻忽略不计。在导轨的上端接电动势为E,内阻为r的电源。一质量为m、电阻为R的导体棒ab水平放置于导轨下端eg处,并与导轨始终接触良好。导体棒与金属导轨、电源、开关构成闭合回路,整个装置所处平面与水平匀强磁场垂直,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外。已知接通开关S后,导体棒ab由静止开始向上加速运动,求:
(1)导体棒ab刚开始向上运动时的加速度以及导体棒ab所能达到的最大速度;
(2)导体棒ab达到最大速度后电源的输出功率;
(3)分析导体棒ab达到最大速度后的一段时间△t内,整个回路中能量是怎样转化的?并证明能量守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

一根质量为m的条形磁铁,在光滑的水平塑料板上向右运动,穿过一个固定着的金属环,如图所示.如果它通过位置A时的速度是v1,通过位置B时的速度是v2,那么在磁铁经过AB这段过程中,金属环中电流产生的热量为__________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平光滑U形框架中串入一个电容器,横跨在框架上的金属棒ab在外力的作用下,以速度v向右运动一段距离突然停止运动。金属棒停止后,不再受其他力作用,导轨足够长,则以后金属棒的运动情况是(    )
A.向右做初速度为零的匀加速运动
B.向右先做初速度为零的匀加速运动,后做减速运动
C.在某一位置附近振动
D.向右先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

目前我国正在研制一种新型发电机,叫做磁流体发电机。如图所示是它的原理图。将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,但从总体来说呈中性)以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间,空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,这时金属板就会聚集电荷,形成电压。设金属板长度为a,宽度为b,两板间距为d,并且有电阻R接在两板间。该等离子体充满板间的空间,其电阻率为ρ,求S闭合后。

(1)通过R的电流;
(2)两板间的电场强度的大小;
(3)为使等离子体以恒定速度v通过磁场,必须使通道两端保持一定的压强差,压强差Δp为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图9-3-22所示,宽0.5 m的导轨上放一电阻R0=0.1 Ω的导体棒,并用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2 kg的重物,轨道左端连接的电阻R=0.4 Ω,图中的l=0.8 m.竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,并且以在变化.水平导轨电阻不计,且不计摩擦阻力.求至少经过多长时间才能吊起重物?

图9-3-22

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示,一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,定值电阻阻值R=1.0Ω.有一金属杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直且接触良好,金属杆与轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示.求:


(1)杆的质量m和加速度
(2)在杆从静止开始运动的20s的时间内,通过电阻R的电量.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,MN、PQ为同一水平面内的两光滑导轨,相距1.2m,导轨两端分别接有电阻R1=3Ω,R2=6Ω。另有导体棒CD,长也为L=1.2m,电阻为1Ω,垂直导轨放置导轨上。整个装置处于垂直轨道平面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.5T。现用一水平向右的拉力F拉导体棒,使棒以v=5m/s的速度向右匀速运动。不计导轨电阻。求:
(1)棒CD两端的电压UCD
(2)拉力F的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,LOO’L’为一折线,它所形成的两个角∠LOO’和∠OOL‘均为450。折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO’的方向以速度v做匀速直线运动,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I—t)关系的是(时间以l/v为单位)(   )

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