如圖所示，電源的電動(dòng)勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，AB=0.5m，AB電阻R=0.1Ω。固定框架的電阻不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T。S閉合前AB靜止。金屬框?qū)?i>AB的滑動(dòng)摩擦力為0.25N。

(1)電鍵S閉合后，當(dāng)AB的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電路中的電流多大？
(2)AB的最大速度多大？
(3)當(dāng)AB速度達(dá)最大后，電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？通過計(jì)算驗(yàn)證，能的轉(zhuǎn)化是否符合守恒定律？
(1) 1A (2)3.6m/s(3) 能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律

試題分析：(1)對AB，受力分析如圖，當(dāng)AB所受合外力為零時(shí)，AB速度達(dá)到穩(wěn)定且最大。
此時(shí)f=F=BIL      ①(1分)
I==1A   ②(2分)

(2)設(shè)AB最大速度為V，此時(shí)AB切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E'，
依法拉第電磁感應(yīng)定律得：E'="BLV"       ③ (1分)
依全電路歐姆定律得：I=      ④  (1分)
由③④得:V=  ⑤(2分)
(3)導(dǎo)體AB速度達(dá)最大后，電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為回路的電熱和AB與金屬框摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。          ⑥   (1分)
電源消耗的功率：
P=IE=1×1.5W=1.5W           ⑦    (1分)
回路產(chǎn)生的熱功率：
P熱="I2(R+r)=12×(0.1+0.5)W=0.6W"      ⑧    (1分)
AB克服摩擦力做功的功率：
P'=fV=0.25×3.6W=0.9W           ⑨(1分)
由⑦⑧⑨可知，P= P熱+P'。
可見，能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律            ⑩(1分)
點(diǎn)評：做此類型的關(guān)鍵是對導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)分析，根據(jù)閉合回路歐姆定律分析解題
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：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)“n”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T(磁場無限大)，線框的CD邊長為l1＝20 cm，CE、DF邊長均為l2＝10 cm，線圈電阻r＝1 Ω，轉(zhuǎn)速為50 r/s. 外電路電阻R＝4 Ω，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢；
(3)交流電壓表的示數(shù)；
(4)周期內(nèi)通過R的電荷量為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一矩形線圈abcd位于一隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖4乙所示．以I表示線圈中的感應(yīng)電流(圖甲中線圈上箭頭方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則圖4丙中能正確表示線圈中電流I隨時(shí)間t變化規(guī)律的是(　　)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，導(dǎo)體框內(nèi)有一垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.12T，框架中的電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，其余部分電阻均不計(jì)，導(dǎo)體棒AB在磁場中的長度為0.5m，當(dāng)AB以10m/s速度勻速沿著導(dǎo)體框移動(dòng)時(shí)，試求：

（1）通過R2上的電流I2多大？
（2）保持棒AB勻速運(yùn)動(dòng)所需外力F多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，n=10匝的邊長為10cm的正方形線圈abcd繞對稱軸OO/在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=20rad/s，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T，外電阻R=6Ω，線圈的電阻r=4Ω。圖示位置線圈平面與磁感線平行。求：
(1)從如圖位置開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電流的瞬時(shí)表達(dá)式；
(2)交流電壓表的示數(shù)；
(3)從如圖位置開始，轉(zhuǎn)過90°的過程中通過線圈某橫截面的電量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，水平面上有兩電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d=0．5m，導(dǎo)軌左端通過導(dǎo)線與阻值為2Ω的電阻R連接，右端通過導(dǎo)線與阻值為4Ω的小燈泡L連接。在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，CE長為2m，CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，在t=0時(shí)，一阻值為2Ω的金屬棒在水平恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，在金屬棒從AB位置運(yùn)動(dòng)到EF位置的過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流大小  
（2）恒力F的大小  
（3）4s末金屬棒的速度大小   
（4）金屬棒的質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，平行導(dǎo)軌間的距離為d，一端跨接一個(gè)電阻R，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面．一根足夠長的金屬棒水平放在導(dǎo)軌上．金屬棒的電阻為r，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時(shí)，通過電阻R的電流為(　　)
A．B．
C．電流方向a→R→b D．電流方向b→R→a

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為R，其它電阻均可忽略。ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿，桿長為l，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab 和cd保持良好接觸，又能沿它們無摩擦地滑動(dòng)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框面垂直�，F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef，當(dāng)ef勻速上升時(shí)，其速度的大小為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，長直導(dǎo)線右側(cè)的矩形線框abcd與直導(dǎo)線位于同一平面，當(dāng)長直導(dǎo)線中的電流發(fā)生如圖所示的變化時(shí)（圖中所示電流方向?yàn)檎较颍�，線框中的感應(yīng)電流與線框受力情況為
A．t1到t2時(shí)間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向右
B．t1到t2時(shí)間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向左
C．在t2時(shí)刻，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，線框受力向右
D．在t3時(shí)刻，線框內(nèi)電流最大，線框受力最大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案