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如图10所示,宽度、足够长的平行此光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直。一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计。电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,重力加速度g取10m/s2。当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动。

(1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小;
(2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度=5.0m/s2时,导体棒产生感应电动势的大小;
(3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小。
 (1)F1=0.20N  (2)E1=1.5V  (3)vm=30m/s
(1)当S1闭合,S2断开时,
导体棒静止,通过导体棒的电流
A     ………………………2分
此时导体棒所受安培力 F1=BI1L=0.20N……2分
(2)当S1闭合,S2断开时,导体棒静止,
有G=F1=0.20N…………………………………2分
设S1断开,S2闭合的情况下,导体棒加速度a=5.0m/s2时,其所受安培力为F2,速度为v1,通过导体棒的电流为I2,导体棒产生的感应电动势为E1
根据牛顿第二定律有G-F2=ma,解得F2=0.10N…………………2分
由F2=BI2L,解得I2=1.0A…………………………………2分
根据欧姆定律有E1= I2R,解得E1=1.5V……………………2分
(3)将S1断开,S2闭合,导体棒由静止开始运动,当导体棒所受重力与安培力平衡时,导体棒的速度达到最大,设最大速度为vm。……………2分
所以有,解得m/s……………2分
练习册系列答案
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A.第2秒内上极板为正极
B.第3秒内上极板为负极
C.第2秒末微粒回到了原来位置
D.第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2

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A.穿过线圈a的磁通量变大
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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A.俯视看,通过电磁铁导线的电流方向为顺时针方向
B.俯视看,通过电磁铁导线的电流方向为逆时针方向
C.通过电磁铁导线的电流应逐渐减小
D.通过电磁铁导线的电流应逐渐增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图是电子感应加速器的示意图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动.上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出(不计初速度),当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,使电子在真空室中沿虚线加速击中电子枪左端的靶,下列说法中正确的是
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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(2)通过电阻R的电流的大小和方向.
(3)导体棒 e f所受安培力的大小

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