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2.寬L=1m的光滑導軌ab、cd平行,固定在水平地面上,且在ac間接有一阻值R為1Ω的定值電阻,如圖所示.整個裝置處于磁感應強度為B=0.5T、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,質量為m=1kg的金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v=2m/s,緊貼導軌向右勻速運動.導軌與導體棒的電阻不計.求:
(1)流過導體棒電流I的大;
(2)為保持導體棒勻速運動,應在導體棒上施加一水平拉力,該拉力F的大。

分析 (1)根據切割產生的感應電動勢公式求出電動勢的大小,結合閉合電路歐姆定律求出流過導體棒電流的大。
(2)根據安培力公式求出導體棒所受的安培力,結合平衡求出拉力的大。

解答 解:(1)切割產生的感應電動勢為:
E=BLv=0.5×1×2V=1V,
根據閉合電路歐姆定律得:
I=$\frac{E}{R}=\frac{1}{1}A=1A$.
(2)導體棒所受的安培力為:
FA=BIL=0.5×1×1N=0.5N,
根據平衡知:F=FA=0.5N.
答:(1)流過導體棒電流I的大小為1A;
(2)拉力F的大小為0.5N.

點評 本題考查了電磁感應與電路和力學的基本運用,掌握切割產生的感應電動勢公式、安培力公式和歐姆定律是解決本題的關鍵.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,物體P靜止于固定的斜面上,P的上表面水平,現把物體Q輕輕地疊放在P上,由此可求出( 。
A.斜面的傾角B.P對斜面的正壓力
C.P與斜面間的摩擦力D.P與Q間的摩擦力

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17.質量為m的小球,從離地面高h處以速度v0水平拋出(不計空氣阻力),在m、v0、h三個物理量中,物體在空氣中運動的時間由h決定,落地時的速度方向由h、v0決定.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖,光滑斜面的傾角α=30°,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長L1=lm,bc邊的邊長L2=0.6m,線框的質量m=2kg,電阻R=0.1Ω,線框通過細線與重物相連,重物質量M=3kg,斜面上ef線(ef∥gh)的上方有垂直斜面向上的勻強磁場,磁感應強度B=0.5T,如果線框從靜止開始運動,進入磁場最初一段時間是勻速的,ef線和gh的距離s=10.6m,(取g=10m/s2),求:
(1)線框進入磁場前重物M的加速度;
(2)線框進入磁場時勻速運動的速度v;
(3)ab邊由靜止開始到運動到gh線處所用的時間t.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,先后使一矩形線圈以速度v1和v2勻速通過有界勻強磁場區(qū)域,已知v1=2v2,在先后兩種情況下(  )
A.通過線圈某截面的電荷量之比q1:q2=1:1
B.線圈中的感應電動勢之比為E1:E2=2:1
C.線圈中的感應電流之比為I1:I2=2:1
D.線圈中產生的焦耳熱之比為Q1:Q2=1:4

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,“凸”字形硬質金屬線框質量為m,相鄰各邊相互垂直,且處于同一豎直平面內,ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為2l.勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面.開始時,cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前,線框做勻速運動.在ef、pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運動.線框在下落過程中始終處于原豎直平面內,且ab、cd邊保持水平,重力加速度為g.求:
(1)線框剛進入磁場和剛離開磁場的速度比;
(2)若磁場的寬度H=30l,則線框完全穿過磁場的過程中產生的熱量Q為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,水平面上放置兩同心圓形金屬導軌,它們的半徑分別為l、2l;兩導軌之間接一個阻值為R的電阻.在兩導軌間加垂直紙面向里的勻強磁場,磁感強度為B.ab是一根比l稍長的金屬桿,正繞導軌的圓心O以角速度ω勻速轉動.已知ab的阻值也為R,其余電阻不計.則( 。
A.流過電阻的電流方向是從c到dB.a點電勢比b點電勢高
C.ab間的電壓為Bl2ωD.流過R的電流為$\frac{3B{t}^{2}ω}{4R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,一條形磁鐵靠近一個閉合線圈,靈敏電流表中感應電流的方向是( 。
A.由a流向bB.由b流向a
C.先由a流向b,再由b流向aD.先由b流向a,再由a流向b

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