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如图10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10

(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,则电容器放电瞬间棒所受安培力的大小和方向.

解析:(1)对ab棒受力分析F-F=ma                                             ①

ab棒做加速度减小的加速运动,当a=0时速度最大,即得F=F=BIL                  ②

由法拉第电磁感应定律得E=BLvm                                                ③

由闭合电路欧姆定律得E=IR1                                                    ④

解①—④得vm=                                                          ⑤

(2)由右手定则可得电容器下极板带正电,且电压等于感应电动势Uc=E=BLvm        ⑥

电容器放电时,R1被ab棒短路I′=                                           ⑦

解⑤—⑦得I′=                                                         ⑧

所以F′=BI′L=                                                       ⑨

由左手定则可知安培力方向向左.                                                ⑩

答案:(1)FR1/B2L2  (2),方向向左

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2011?海淀区一模)(1)“探究动能定理”的实验装置如图1所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.

①关于该实验,下列说法正确的是
CD
CD

A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
②图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm,.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=
0.82
0.82
m/s.
(2)有一根细长而均匀的金属管线样品,长约为60cm,电阻大约为6Ω.横截面如图3所示.
①用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图4所示,金属管线的外径为
1.125
1.125
mm;
②现有如下器材
A.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程3A,内阻约0.03Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(1750Ω,0.3A)
E.滑动变阻器(15Ω,3A)
F.蓄电池(6V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选
A
A
,滑动变阻器应选
E
E
.(只填代号字母).
③请将图5所示的实际测量电路补充完整.
④已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是
管线长度L
管线长度L
.计算中空部分截面积的表达式为S=
πd2
4
-
ρL
R
πd2
4
-
ρL
R

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

关于多用电表的使用,请回答下列问题.
(1)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:精英家教网
①旋动部件
 
,使指针对准电流的“0“刻线.
②将K旋转到电阻挡“×l00“的位置.
③将插入“十“、“-“插孔的表笔短接,旋动部件
 
,使指针对准电阻的
 
 (填“0刻线“或“∞刻线“).
④将两表笔分别与侍测电阻相接,发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按
 
的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k“的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10“的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
正确操作后,多用表的指针位置如图2所示,此被测电阻Rx的阻值约为
 
Ω.
(2)某同学利用多用电表的电阻档判断二极管的正负极,当红表笔接A端,黑表笔接B端时,电阻很小;当黑表笔接A端,红表笔接B端时,电阻很大,如图所示,则
 
端是二极管的正极.(填“A”或“B”)
(3)对于多用电表以下说法不正确的是
 

A.电流始终是从“+”插孔流入多用电表的
B.当使用电压表测电压时“+”通过红表笔接外电路的高电势点
C.当使用欧姆挡测电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,会对测量结果有影响
D.若将满偏电流为3mA的电流表改装成欧姆表,欧姆表中值电阻为500Ω,若测一未知电阻时,其指针指在1mA处,则被测电阻的阻值为1000Ω

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图2所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场与导轨所在平面垂直(图中未画出),导轨的电阻很小,可忽略不计.导轨间的距离l=0.20 m.两根质量均为m=0.10 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻均为R=0.50 Ω.在t=0时刻,两杆都处于静止状态.现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动.经过t=5.0 s,金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2.问此时两金属杆的速度各为多少??

图2

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