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(17分)如图所示,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻.区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s.一质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大.(已知:l=1 m,m=1 kg,R=0.3 Ω,r=0.2 Ω,s=1 m)

(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足vv0x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线.
(1)见解析 (2)0.5 T (3)1 s (4)见解析

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是 v ,第二次拉出速率是 2 v ,其它条件不变,则前后两次拉力大小之比是           ,拉力功率之比是       ,线框产生的热量之比是         ,通过导线截面的电量之比是           

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一个质量m=16g、长d=0.5m、宽L=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下,下落5m高度,下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场.已知磁场区域的高度h=1.55m,线框进入磁场时恰好匀速下落(g取10m/s2).问:(1)磁场的磁感应强度多大?(2)线框下边将要出磁场时的速率多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

两条光滑平行金属导轨间距d=1.0m,导轨两端分别接有R1=10Ω,R2=10Ω的电阻,磁感应强度B=2T的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外,如图所示,导轨上有一根电阻可以忽略的导体杆MN,当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑动时,
(1)MN杆产生的感应电动势大小为多少?
(2)MN杆所受的安培力的大小为多少?
(3)通过电阻R1产生的发热功率为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置.两导轨间距为L,M、P 两点间接有阻值为R的电阻,面MPQN与水平面的夹角为θ.一根质量为m的均匀直金属杆放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦

小题1:求杆在下滑过程中可以达到的最大速度值;
小题2:在杆加速下滑时,当杆的速度大小为时,求此时杆加速度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在一有界匀强磁场上方有一闭合线圈,当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中:
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g;
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g;
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g;
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,为竖直方向的两根很长的平行光滑导轨。导轨间距,电阻不计,接在间的定值电阻。两导轨间存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一根质量,电阻的光滑金属杆从静止开始下滑,下滑过程中,金属杆始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触,其图像如图所示,求磁场的磁感应强度的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,某空间区域分布着水平向里的匀强磁场,磁场区域的水平宽度d=0.4m, 磁感应强度B=0.5T。 固定在绝缘平板上的竖直正方形金线框PQMN边长L=0.4m,电阻R=0.1,整个属装置质量M=0.3kg,平板与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,用细线通过光滑定滑轮与质量为m=0.1kg的重物相连。现将重物由静止释放,使金属框向右运动,PQ边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(g取10m/s2)求:

(1)重物刚释放时的加速度;
(2)线框进入磁场前运动的距离s;
(3)线框穿过磁场过程中产生的焦耳热。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示为水平面内的两条相互平行的光滑金属导轨,电阻可以忽略不计,轨道间距为l。导轨所处水平面内存在着竖直方向的匀强磁场,磁感应强度为B。两导体杆a和b垂直于导轨放置,它们的质量分别为m和2m,电阻分别为r和2r。现给导体杆a一沿导轨方向的初速度v0,若两杆始终都只能沿导轨方向运动,且除匀强磁场外其他磁场不计,试求:当杆a的速度减为v0/2时
(1)两导体杆的加速度分别为多大?
(2)两杆上分别产生了多少焦耳热?
(3)已经有多少电量流过了杆a?两导体杆间距相比最初增加了多少?

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