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 如图17所示,平行的光滑金属导轨EF和GH相距L,处于同一竖直平面内,GE间解有阻值为R的电阻,轻质金属杆ab长为2L,近贴导轨数值放置,离b端0.5L处固定有质量为m的小球,整个装置处于磁感应强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时,球的速度为v,若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,求在此过程中:

(1)通过电阻R的电量;

(2)R中通过的最大电流强度.

 

 

 

 

 

【答案】

 解:(1)ab脱离EF前,电路中的磁通量的变化为

平均感应电动势为

(2)ab脱离EF时,回路中通过电流最大,即

ab脱离EF后,电路中不在有电流,并且ab倒下过程中只有小球的重力做功,机械能守恒,即

ab上各处切割磁感线的速度是不同的,其等效切割速度应等于ab中点的速度

联立解得

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

在水平面上平行放置着两根长度均为的金属导轨,导轨间距为,导轨和电路的连接如图17所示.在导轨的端放置着一根金属棒,与导轨垂直且接触良好.空间中存在竖直向上方向的匀强磁场,磁感应强度为.将开关闭合, 断开,电压表和电流表的示数分别为,金属棒仍处于静止状态;再将开关闭合,电压表和电流表的示数分别为,金属棒在导轨上由静止开始运动,运动过程中金属棒始终与导轨垂直.设金属棒的质量为,金属棒与导轨之间的动摩擦因数为,忽略导轨的电阻以及金属棒运动过程中产生的感应电动势,重力加速度为,求:?

图17

(1)金属棒到达端时的速度大小.?

(2)金属棒在导轨上运动的过程中,电流在金属棒中产生的热量.?

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科目:高中物理 来源:2012届江苏省高三高考一轮复习第九章章末质量检测物理试卷(带解析) 题型:计算题

(17分)如图17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v=v0x,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.

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年江苏省高三高考一轮复习第九章章末质量检测物理试卷(解析版) 题型:计算题

(17分)如图17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v=v0x,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.

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

 如图17所示,平行的光滑金属导轨EF和GH相距L,处于同一竖直平面内,GE间解有阻值为R的电阻,轻质金属杆ab长为2L,近贴导轨数值放置,离b端0.5L处固定有质量为m的小球,整个装置处于磁感应强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕b端向右倒下至水平位置时,球的速度为v,若导轨足够长,导轨及金属杆电阻不计,求在此过程中:

(1)通过电阻R的电量;

(2)R中通过的最大电流强度.

 

 

 

 

 

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