精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图甲所示,金属棒MN放在曲线金属导轨ab和直线金属导轨cd之间(不计一切摩擦及金属棒和两导轨的电阻).图中曲线导轨ab被弯成正弦(或余弦)曲线.两导轨右端连有一定值电阻R,整个装置水平置于竖直向下的匀强磁场中.在金属棒MN上施加一垂直于MN的水平作用力F,使MN始终垂直于直线导轨做匀速直线运动.图中P为金属棒MN与曲线导轨的接触点,金属棒MN运动过程中与导轨接触良好.当金属棒MN处在两导轨左端虚线所在位置时开始计时,设UMN、UPN分别表示金属棒MN、PN间的电势差,则对乙图判断正确的是(  )精英家教网
分析:MN切割磁感线,切割磁感线的那部分导体相当于电源,根据右手定则,可以判断M点电势高于N点,由于MN匀速直线运动,所以据E=BLv可得MN间的电势差UMN恒为定值,UPN由于NP切割磁感线的长度L是按余弦函数规律变化的,故UPN恒为正值,大小与切割长度L成正比;
解答:解:由于MN切割磁感线长度恒为MN,根据E=BLv可知,导体切割的速度恒定,故产生的电动势UMN为一定值,根据右手定则可知M点电势比N点电势来得高,故a图为一恒定正值的电动势,故四个图中只有a图为符合电势差恒为一正值,故选A;
由于金属棒和ab轨道接触良好,故PN间的电势差 UPN=BLPNv,根据图象可知,切割长度LPN大小随运动按余弦函数规律变化,其最大值为ac的宽度,最小值为某一定值,由 UPN=BLPNv可知,PN两点间的电势差恒大于0,大小按余弦函数规律变化,故四个图象中只有c图象满足要求,故选C.
故选AC.
点评:正确认识右手定则判断感应电流的方向,并能根据电流方向判断电势高低,能根据E=BLv判断电势差的大小.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?东城区一模)如图甲所示,空间存在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,ab、cd是相互平行的间距为l的长直导轨,它们处于同一水平面内,左端由金属丝bc相连,MN是跨接在导轨上质量为m的导体棒,已知MN与bc的总电阻为R,ab、cd的电阻不计.用水平向右的拉力使导体棒沿导轨做匀速运动,并始终保持棒与导轨垂直且接触良好.图乙是棒所受拉力和安培力与时间关系的图象,已知重力加速度为g.

(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)已知导体棒发生位移s的过程中bc边上产生的焦耳热为Q,求导体棒的电阻值;
(3)在导体棒发生位移s后轨道变为光滑轨道,此后水平拉力的大小仍保持不变,图丙中Ⅰ、Ⅱ是两位同学画出的导体棒所受安培力随时间变化的图线.判断他们画的是否正确,若正确请说明理由;若都不正确,请你在图中定性画出你认为正确的图线,并说明理由.(要求:说理过程写出必要的数学表达式)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?上海模拟)如图甲所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为L=0.40m,导轨平面与水平面成θ=30?角,上端和下端通过导线分别连接阻值R1=R2=1.2Ω的电阻,质量为m=0.20kg、阻值为r=0.20Ω的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直且保持良好接触,整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中,取重力加速度g=10m/s2.若所加磁场的磁感应强度大小恒为B,通过小电动机对金属棒施加力,使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动,经过0.5s电动机的输出功率达到10W,此后保持电动机的输出功率不变,金属棒运动的v-t图如图乙所示,试求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)在0-0.5s时间内金属棒的加速度a的大小;
(3)在0-0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系;
(4)如果在0-0.5s时间内电阻R1产生的热量为0.135J,则这段时间内电动机做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:(课标人教版)2010年《高考风向标》物理 第10章 电磁感应 第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 人教版 题型:021

光滑金属导轨宽L=0.4 m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个轨道平面,如图中甲所示.磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示.金属棒ab的电阻为1 Ω,自t=0时刻起从导轨最左端以v=1 m/s的速度向右匀速运动,则

A.1 s末回路中电动势为0.8 V

B.1 s末ab棒所受磁场力为0.64 N

C.1 s末回路中电动势为1.6 V

D.1 s末ab棒所受磁场力为1.28 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

光滑金属导轨宽L=0.4 m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个轨道平面,如图中甲所示。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示。金属棒ab的电阻为1 Ω,自t=0时刻起从导轨最左端以v=1 m/s的速度向右匀速运动,则

A.1 s末回路中电动势为0.8 V                     B.1 s末ab棒所受磁场力为0.64 N

C.1 s末回路中电动势为1.6 V                     D.1 s末ab棒所受磁场力为1.28 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场,磁场宽度为d。一质量为m的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨和金属棒的电阻。金属棒ab受水平力F=(N)的作用,其中x为金属棒距MN的距离,Fx的关系如图乙所示。金属棒ab从磁场的左边界由静止开始运动,通过电压传感器测得电阻R两端电压随时间均匀增大。已知l=1m,m=1kg,R=0.5W,d=1m。问:

(1)金属棒刚开始运动时的加速度为多少?并判断该金属棒在磁场中做何种运动。

(2)磁感应强度B的大小为多少?

(3)若某时刻撤去外力F后棒的速度v随位移s的变化规律满足v0为撤去外力时的速度,s为撤去外力F后的位移),且棒运动到PQ处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?

(4)在(3)的情况下,金属棒从MN运动到PQ的整个过程中左侧电阻R产生的热量约为多少?

查看答案和解析>>

同步练习册答案