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如图所示,两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,两导轨间的距离l=0.6m,导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上,且与轨道接触良好,现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动,产生的感应电动势为3V。由此可知,金属杆MN滑动的速度大小为              m/s;通过电阻R的电流方向为            (填“a R c”或“c R a”)。
10;cRa (每空3分)

试题分析:根据电磁感应定律,导体棒垂直切割磁感线产生的感应电动势,计算得速度,根据安培右手定则,磁感线穿过右手手心,大拇指指向导体棒运动方向,四指所指即电流方向,据此判断感应电流从M流向N,导体棒相当于电源,M为负极,N为正极,所以流过电阻R的电流方向为cRa。
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,不可伸长的绝缘轻绳长为R,一端系于O点,另一端系一质量为m、电量为+q的点电荷,点电荷可在xoy平面内绕O点做半径为R的圆周运动,如图甲所示,本题计算中忽略点电荷的重力。⑴当点电荷以速率v0沿y方向通过AR,0)点的瞬间,在空间中加沿x轴正方向的匀强电场E0,要使点电荷能做完整的圆周运动,电场强度E0需满足何条件?⑵在⑴问中,其他条件不变,将空间中的电场用垂直于xoy平面向里的匀强磁场B0需满足何条件?⑶变化的磁场周围激发感生电场,若上述磁场随时间均匀,会在点电荷运动的圆形轨道上产生一个环形电场,其电场线是闭合的,各点场强大小相等。现在空间加一垂直xoy平面向里的匀强磁场,其磁感强度B变化情况如图乙所示,t=0时刻点电荷的速率为v0,轻绳一直处于伸直状态。试求0~T时间内,轨道中形成的感生电场E的大小,并在图丙中作出点电荷在0~5T时间内vt图象,要求写出主要的分析过程。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,平行的光滑金属导轨间距为L,导轨平面与水平面成α角,导轨下端接有阻值为R的电阻,质量为m的金属杆ab处于导轨上与轻弹簧相连,弹簧劲度系数为k,上端固定,弹簧与导轨平面平行,整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.开始时杆静止,现给杆一个大小为v0的初速度使杆沿导轨向下运动.运动至速度为零后,杆又沿导轨平面向上运动,运动过程的最大速度大小为v1,然后减速为零,再沿导轨平面向下运动……一直往复运动到静止.导轨与金属细杆的电阻均可忽略不计,重力加速度为g.试求:

(1)细杆获得初速度瞬间,通过回路的电流大小;
(2)当杆向上速度达到v1时,杆离最初静止时位置的距离L1
(3)杆由初速度v0开始运动直到最后静止,电阻R上产生的焦耳热Q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,ab棒的速度大小为v,则ab棒在这一过程中(  ).
A.运动的平均速度大小为v
B.下滑的位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLv
D.受到的最大安培力大小为sin θ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,边长为L的正方形线圈abcd,其匝数为n,总电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是

A.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e=nBL2ωsinωt
B.在t=时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,此时磁通量随时间变化最快
C.从t=0时刻到t=时刻,电阻R上产生的热量为Q=n2B2L4πωR/16(R+r)2
D.从t=0时刻到t=时刻,通过R的电荷量q=BL2/2R

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角30o,导轨电阻不计,正方形区域abcd内匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直导轨向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为m,垂直于导轨放置。起初甲金属杆处在磁场的上边界ab上,乙在甲上方距甲也为l处。现将两金属杆同时由静止释放,释放同时在甲金属杆上施加一个沿着导轨的拉力,使甲金属杆始终以大小为的加速度沿导轨向下匀加速运动,已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动,重力加速度为g,则以下正确的是
A.每根金属杆的电阻
B.甲金属杆在磁场区域运动过程中,拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热
C.乙金属杆在磁场区域运动过程中,安培力的功率是
D.乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电量为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在倾角为30°的绝缘斜面上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上,金属棒质量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,每根金属棒的电阻均为r=0.2W,导轨电阻不计.当用沿斜面向上的拉力拉动金属棒ab匀速向上运动时.cd金属棒恰在斜面上保持静止。求:

(1) 金属棒cd两端电势差Ucd
(2) 作用在金属棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两光滑导轨相距为L,倾斜放置,与水平地面夹角为θ,上端接一电容为C的电容器。导轨上有一质量为m长为L的导体棒平行地面放置,导体棒离地面的高度为h,磁感强度为B的匀强磁场与两导轨所决定的平面垂直,开始时电容器不带电。将导体棒由静止释放,整个电路电阻不计,则(    )
A.导体棒先做加速运动,后作匀速运动
B.导体棒一直做匀加速直线运动,加速度为
C.导体棒落地时瞬时速度
D.导体棒下落中减少的重力势能转化为动能,机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻,将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示,除电阻R外其余电阻不计,现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(     )
A.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b
B.金属棒向下运动时弹簧弹力和安培力一直在增大
C.金属棒运动过程中所受安培力的方向始终与运动方向相反
D.金属棒减少的重力势能全部转化为回路中增加的内能

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