如圖所示，間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)體棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，棒長均為L，電阻均為R，且與導(dǎo)軌電接觸良好．a(chǎn)b棒處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl隨時間均勻增加的勻強(qiáng)磁場中．cd棒質(zhì)量為m，處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2的勻強(qiáng)磁場中，恰好保持靜止．a(chǎn)b棒在外力作用下也保持靜止，重力加速度為g．
（1）求通過cd棒中的電流大小和方向．
（2）在t0時間內(nèi)，通過ab棒的電荷量q和ab棒產(chǎn)生的熱量Q．
（3）若零時刻Bl等于零，ab棒與磁場Bl下邊界的距離為L0，求磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl隨時間t的變化關(guān)系．
（1）設(shè)通過cd棒中的電流大小為I，
由平衡條件有：B2IL=mgsinθ；
解得：I=
mgsinθ
B2L
；
由左手定則可知，電流的方向為c到d；
（2）電荷量q=It0；
解得：q=
mgt0sinθ
B2L
；
根據(jù)焦耳定律，則產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt0；
解得：Q=
m2g2Rt0sin2θ
B22
L2
；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得電動勢：E=2IR；
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：E=
△B1
△t
LL0；
而B1=
△B1
△t
t；
解得：B1=
2mgRsinθ
B2L2L0
t；
答：（1）通過cd棒中的電流大小
mgsinθ
B2L
和方向為c到d．
（2）在t0時間內(nèi)，通過ab棒的電荷量q和ab棒產(chǎn)生的熱量
m2g2Rt0sin2θ
B22
L2
．
（3）若零時刻Bl等于零，ab棒與磁場Bl下邊界的距離為L0，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bl隨時間t的變化關(guān)系B1=
2mgRsinθ
B2L2L0
t．
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：問答題

電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速電子的．在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場，從而在環(huán)形室內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，使電子加速．被加速的電子同時在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運(yùn)動．設(shè)法把高能電子引入靶室，能使其進(jìn)一步加速．在一個半徑為r=0.84m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.2ms內(nèi)獲得的能量為120MeV．這期間電子軌道內(nèi)的高頻交變磁場是線性變化的，磁通量從零增到1.8Wb，求電子共繞行了多少周？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，半徑為r的n匝圓形線圈套在邊長為L的正方形abcd之外，勻強(qiáng)磁場僅在正方形區(qū)域內(nèi)且垂直穿過正方形所在平面，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度以
△B
△t
的變化率均勻變化時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為（　�。�
A．πr2?
△B
△t
B．L2?
△B
△t
C．nπr2?
△B
△t
D．nL2?
△B
△t

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于感應(yīng)電動勢，下列說法正確的是（　　）
A．穿過線圈中磁通量變化越大，感應(yīng)電動勢越大
B．穿過線圈中的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大
C．穿過線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動勢一定為零
D．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在空間存在著豎直向上的各處均勻的磁場，將一個不變形的單匝金屬圓線圈放入磁場中，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流方向如圖甲所示的方向為正．當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示時，下圖中能正確表示線圈中感應(yīng)電流隨時間變化的圖線是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)棒運(yùn)動的位移x=9m時速度達(dá)到6m/s，此時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2：1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：
（1）棒在勻加速運(yùn)動過程中，通過電阻R的電荷量q；
（2）金屬棒MN做勻加速直線運(yùn)動所需外力隨時間變化的表達(dá)式；
（3）外力做的功WF．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個平行導(dǎo)軌間距為L=0.6m，導(dǎo)軌間接有定值電阻R=2Ω，框架平面與水平面之間的夾角為θ=37°，不計導(dǎo)體框架的電阻．整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T．導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)體棒下滑距離為x=3.75m時速度達(dá)到v=4m/s．求：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37=0.8）
（1）導(dǎo)體棒ab下滑的最大加速度；
（2）導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；
（3）導(dǎo)體棒速度增加到4m/s過程中整個電路產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導(dǎo)線MN可無摩擦地沿豎直的長直導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)線位于水平方向的勻強(qiáng)磁場中，回路電阻R，將MN由靜止開始釋放后的一小段時間內(nèi)，MN運(yùn)動的加速度可能是（　�。�
A．保持不變B．逐漸減小C．逐漸增大D．無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在范圍足夠大，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，B=0.2T，有一水平放置的光滑框架，寬度為L=0.4m，如圖所示，框架上放置一質(zhì)量為0.05kg，電阻為1Ω的金屬桿cd，框架電阻不計．若cd桿以恒定加速度a=2m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動，則
（1）在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？
（2）第5s末，回路中的電流多大？
（3）第5s末，作用在cd桿上的水平外力多大？

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同步練習(xí)冊答案