(16分)如圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=lm,電阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=1kg的金屬桿,長度與金屬導(dǎo)軌等寬,與導(dǎo)軌接觸良好,金屬桿的電阻r=1.0Ω,導(dǎo)軌電阻忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=1.0T的勻強磁場中,磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿,使金屬桿由靜止開始運動.圖乙所示為通過金屬桿中的電流平方(I2)隨位移(x)變化的圖線,當(dāng)金屬桿運動位移為5m時,求:

(1)金屬桿的動能:
(2)安培力的功率;
(3)拉力F的大。
(1)32J (2)32W  (3)10.4N

試題分析:(1)由圖乙可得此時金屬桿中電流I=4A

    得: 金屬桿的動能
(2)FA=BIL=4N  
(3)由圖可知 而 得:
可知金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動,加速度
根據(jù)F-FA=ma 求得F=10.4N
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,一個閉合回路由兩部分組成。右側(cè)是電阻為r的圓形導(dǎo)線,置于豎直向上均勻變化的磁場B1中,左側(cè)是光滑的傾角為θ的平行導(dǎo)軌,寬度為d,其電阻不計。磁感應(yīng)強度為B2的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上,且只分布在左側(cè),一個質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒此時恰好能靜止在導(dǎo)軌上,下述判斷不正確的是(    )
A.圓形線圈中的磁場,方向向上均勻增強
B.導(dǎo)體棒ab受到的安培力大小為mgsinθ
C.回路中的感應(yīng)電流為mgsinθ/B2d
D.圓形導(dǎo)線中的電熱功率為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)的光滑曲面上端無初速滾下,又沿曲面的另一端上升,( 。
A.若是勻強磁場,則穿過環(huán)的磁通量不變,且在左側(cè)滾上的高度小于h
B.若是勻強磁場,則穿過環(huán)的磁通量不變,且在左側(cè)滾上的高度等于h
C.若是非勻強磁場,則穿過環(huán)的磁通量改變,且在左側(cè)滾上的高度大于h
D.若是非勻強磁場,則穿過環(huán)的磁通量改變,且在左側(cè)滾上的高度小于h

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在xOy平面內(nèi)有一條拋物線金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的拋物線方程為y2=4x,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向里,一根足夠長的金屬棒ab垂直于x軸從坐標(biāo)原點開始,以恒定速度v沿x軸正方向運動,運動中始終與金屬導(dǎo)軌保持良好接觸形成閉合回路,如圖甲所示。則圖乙所示圖象中能表示回路中感應(yīng)電動勢大小隨時間變化的圖象是(  )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)如圖所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.1T,水平放置的框架寬度L=0.4m,框架電阻不計。金屬棒電阻R=0.8Ω,定值電阻R1=2Ω, R2=3Ω,當(dāng)金屬棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左勻速運動時,

(1)金屬棒ab兩端的電壓
(2)電阻R1的熱功率

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)如圖所示,固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時,速度恰好達(dá)到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直)。設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g。

求(1)此過程桿的速度最大值Vm;
(2)此過程流過電阻R的電量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

邊長為a的閉合金屬正三角形框架,左邊豎直且與磁場右邊界平行,完全處于垂直于框架平面向里的勻強磁場中.現(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場,如圖所示,則下列圖象與這一過程相符合的是(  ).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,空間某區(qū)域中有一勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線框,線框上下邊的距離小于磁場邊界bd間距離,下邊水平。線框從水平面a處由靜止開始下落。已知磁場上下邊界bd之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線框下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時,線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd,且線框勻速通過d水平面,則下列判斷中正確的是
A.由于線框在c處速度大于b處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fc>Fb
B.由于線框在c處速度小于d處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fc< Fd
C.由于線框在b處速度小于d處的速度,根據(jù)安培力推導(dǎo)公式,則Fb < Fd
D.以上說法均不正確

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖甲所示,光滑絕緣水平桌面上直立一個單匝正方形導(dǎo)線框ABCD,線框的邊長為L=4 m、總電阻為R=1Ω.在直角坐標(biāo)系xOy中,有界勻強磁場區(qū)域的下邊界與x軸重合,上邊界滿足曲線方程y=2sinx(m),磁感應(yīng)強度大小B=2 T.線框在沿x軸正方向的拉力F作用下,以速度v=1 m/s水平向右做勻速直線運動,直到拉出磁場.

(1) 求線框中AD兩端的最大電壓;
(2) 在圖乙中畫出運動過程中線框i-t圖象,并估算磁場區(qū)域的面積(估算結(jié)果保留2位有效數(shù)字);
(3) 求線框在穿越整個磁場的過程中,拉力F所做的功.

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