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如图所示,cd fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨,导轨间的宽度为D,电阻不计。质量为m、电阻为r的金属棒ab平行于cf且与cf相距为L,棒ab与导轨接触良好,在导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化关系为B=KtK为定值且大于零)。在cf之间连接一额定电压为U、额定功率为P的灯泡。当棒ab保持静止不动时,灯泡恰好正常发光。
(1)求棒ab静止不动时,K值的大小;
(2)为了保持棒ab静止,现给其施加了一个平行导轨的力,求这个力的表达式,并分析这个力的方向。
(1)
(2);方向:当t时,F的方向斜面向上;当t时,F的方向斜面向下。
(1)根据法拉第电磁感应定律,有
根据闭合电路欧姆定律,有
其中   
由于灯泡正常发光,故电路的电流为
联立解得
(2)根据愣次定律和左手定则,可判断金属棒ab受到的安培力方向沿斜面向上,
假设<mgsinθ,由受力分析知所需外力为F=mgsinθ-
=BID
B=kt
联立得
,所以,
时,
由此可得:当t时,<mgsinθF的方向斜面向上;
t时,>mgsinθF的方向斜面向下。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,试比较A、B两点的电势高低;当磁铁突然向右抽出时,A、B两点的电势高低.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B,方向垂直纸面向外,边长也是a的等边三角形导体框架ABC,在t=0时恰好与磁场的边界重合,而后以周期T绕其中心顺时针方向匀速旋转,于是框架ABC中有感应电流.规定电流按A-B-C-A方向流动时电流为正值,反向流动时为负值.设框架ABC的总电阻为R,试求t=0到t1=T/6时间内平均电流和从t=0到t1=T/2时间内平均电流

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是?
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C.静止?D.不能判定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,圆形线圈处于垂直于线圈平面的匀强磁场中,磁感应强度的变化如图乙所示.在t=0时磁感应强度的方向指向纸里,则在0—的时间内,关于环中的感应电流i的大小和方向的说法,正确的是(    )
A.i大小相等,方向先是顺时针,后是逆时针
B.i大小相等,方向先是逆时针,后是顺时针
C.i大小不等,方向先是顺时针,后是逆时针
D.i大小不等,方向先是逆时针,后是顺时针

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图12-1所示.磁感应强度B随时间t变化的规律如图12-1所示.以I表示线圈中的感应电流,以图12-1中线圈上箭头所示方向的电流为正,则以下的I-t图12-2中正确的是

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,通直导线MN上通有由M到N方向的电流,矩形导体线框abcd和MN位于同一平面上,下面哪些措施可以使线框中有沿abcd方向的感应电流(  )
A.增大MN上的电流
B.线框向靠近MN的方向移动
C.减小MN上的电流
D.线框向远离MN的方向移动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,矩形闭合线圈放置在水平薄板上,薄板左下方有一条形磁铁,当磁铁匀速自左向右通过线圈下方时,线圈始终保持静止,那么线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)和线圈受到薄板的摩擦力方向分别是(  )
A.感应电流的方向先逆时针方向,后顺时针方向
B.感应电流的方向先顺时针方向,后逆时针方向
C.摩擦力方向先向左、后向右
D.摩擦力方向先向右、后向左

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

对楞次定律的理解下面说法中正确的是:
A.应用楞次定律本身只能确定感应电流的磁场方向
B.应用楞次定律确定感应电流的磁场方向后,再由安培定则确定感应电流的方向
C.楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的磁通量变化,因而感应电流的磁场方向 也可能与原磁场方向相同
D.楞次定律中“阻碍”二字的含义是指感应电流的磁场与原磁场的方向相反

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