如圖所示,在傾角為30°的絕緣斜面上,固定兩條無限長的平行光滑金屬導(dǎo)軌,勻強磁場B垂直于斜面向上,磁感應(yīng)強度B=0.4T,導(dǎo)軌間距L=0.5m,兩根金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上,金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,每根金屬棒的電阻均為r=0.2W,導(dǎo)軌電阻不計.當用沿斜面向上的拉力拉動金屬棒ab勻速向上運動時.cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求:

(1) 金屬棒cd兩端電勢差Ucd;
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

(1)-1V   (2)15W

解析試題分析:(1)cd金屬棒恰在斜面上保持靜止,cd棒所受重力沿斜面的分力為和安培力平衡,則有:
,由右手定則可知電流方向為由d到c,所以
所以
(2)以ab和cd構(gòu)成的整個系統(tǒng)為研究對象,由于二者均做勻速直線運動,所以整體的合外力為零.則作用在ab上的外力為
金屬棒ab向上勻速運動時,它切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為  
所以cd棒受的安培力為
因為cd不動,所以
聯(lián)立解得
外力的功率為:
考點:感應(yīng)電動勢,安培力,功率

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

(8分)如圖所示,A、B兩個閉合線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,半徑 ,圖示區(qū)域內(nèi)有勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小。A、B線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比為             ,兩線圈的感應(yīng)電流之比為                   。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,兩根平行放置的導(dǎo)電軌道,間距為L,傾角為,軌道間接有電動勢為E(內(nèi)阻不計)的電源,現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab水平且與軌道垂直放置在軌道上,金屬桿與軌道接觸摩擦和電阻均不計,整個裝置處在勻強磁場(磁場垂直于金屬棒)中且ab桿靜止在軌道上,求:

(1)若磁場豎直向上,則磁感應(yīng)強度B1是多少?
(2)如果通電直導(dǎo)線對軌道無壓力,則勻強磁場的磁感應(yīng)強度的B2是多少?方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架,MM′和NN′相互平行且足夠長,間距l(xiāng)=0.40m,質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導(dǎo)體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上,導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.50T。t=0時,垂直于導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N,導(dǎo)體棒ab從靜止開始運動;當t=t1時,金屬框架將要開始運動,此時導(dǎo)體棒的速度v1=6.0m/s;經(jīng)過一段時間,當t=t2時,導(dǎo)體棒ab的速度v2=12.0m/s;金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中,導(dǎo)體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導(dǎo)體棒ab的電阻r=0.30Ω,框架MN部分的阻值R=0.10Ω,其余電阻不計。設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。求:

(1)求動摩擦因數(shù)μ;
(2)當t=t2時,求金屬框架的加速度;
(3)若在0~t1這段時間內(nèi),MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J,求該過程中導(dǎo)體棒ab位移x的 大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(13分)如圖所示,左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L,左導(dǎo)軌與水平面夾30°角,右導(dǎo)軌與水平面夾60°角,左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強磁場,左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上,磁感應(yīng)強度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上,已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=,回路電阻恒為R,若同時無初速釋放兩導(dǎo)桿,發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時,ab桿才開始運動。(認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。

(1)試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
(2)以上過程中,回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱?
(3)cd棒的最終速度為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖1所示,水平面內(nèi)的直角坐標系的第一象限有磁場分布,方向垂直于水平面向下,磁感應(yīng)強度沿y軸方向沒有變化,與橫坐標x的關(guān)系如下圖2所示,圖線是雙曲線(坐標軸是漸進線);頂角θ=45°的光滑金屬長導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi),ON與x軸重合,一根與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。已知t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處;導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=2kg;OM、ON接觸處O點的接觸電阻為R=0.5Ω,其余電阻不計;回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖3所示,圖線是過原點的直線。求:

(1)t=2s時流過導(dǎo)體棒的電流強度I2的大小;
(2)1~2s時間內(nèi)回路中流過的電量q的大小;
(3)導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F(單位:N)與橫坐標x(單位:m)的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖甲所示,水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置,間距d=0.5m,電阻不計,左端通過導(dǎo)線與阻值R=2Ω的電阻連接,右端通過導(dǎo)線與阻值RL=4Ω的小燈泡L連接.在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,CE長L=2m,有一阻值r=2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處.CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律如下圖乙所示.在t=0到t=4s內(nèi),金屬棒PQ保持靜止;在t=4s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動.已知從t=0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化,試求:

⑴通過小燈泡的電流;
⑵金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN,其電阻不計,間距d=0.5m,P、M兩端接有一只理想電壓表,整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強度B0=0.2T的勻強磁場中,兩金屬棒L1、L2平行地擱在導(dǎo)軌上,其電阻均為r=0.1Ω,質(zhì)量分別為M1=0.3kg和M2=0.5kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由靜止開始運動。試求:

(1) 當電壓表讀數(shù)為U=0.2V時,棒L2的加速度為多大;
(2)棒L2能達到的最大速度vm.

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,理想變壓器,原副線圈的匝數(shù)比為n。原線圈接正弦交流電壓U,輸出端A、A1、A2、A3為理想的交流電流表,R為三個完全相同的電阻,L為電感,C為電容,當輸入端接通電源后,電流表A讀數(shù)為I。下列判斷正確的是

A.副線圈兩端的電壓為nU    
B.通過副線圈的最大電流
C.電流表A1的讀數(shù)I1大于電流表A2的讀數(shù)I2      
D.電流表A3的讀數(shù)I3=0

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