如圖3-5-8所示,cd、ef為光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與水平面成θ角,空間存在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)量為m的金屬棒ab擱在導(dǎo)軌上,構(gòu)成一邊長為l的正方形abed.ab棒的電阻為r,其余電阻不計(jì),開始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.

圖3-5-8
(1)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖乙所示,同時(shí)保持ab棒靜止,求棒中感應(yīng)電流的大小和方向.
(2)在上述(1)過程中始終保持棒靜止,當(dāng)t="2" s時(shí),需加垂直于棒的水平拉力為多大?
(3)若從t=0時(shí)刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度由B0逐漸減小,同時(shí)棒以恒定速度v沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動,要使棒上無電流通過,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足什么函數(shù)關(guān)系(B-t)?
(1),a→b→e→d→a
(2)  
(3)B=
(1)回路中產(chǎn)生電動勢為E==S=SB0=l2B0
所以I=
電流方向:a→b→e→d→a.
(2)分析棒的受力重力、支持力、安培力(沿斜面向下)、外力F,如圖3-5-9所示.

圖3-5-9
由t="2" s可知
B=3B0
F=BIl=3B0
沿斜面方向受力平衡
mgsinθ+F=Fcosθ
所以F=.
(3)由于回路中無電流,即回路中磁通量沒有發(fā)生變化,Φ=Φ′.設(shè)經(jīng)過時(shí)間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則有:B0l2=l(l+vt)B
所以B=.
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

如圖甲所示,A是一邊長為L的正方形線框,電阻為R,今維持線框以恒定的速度沿軸運(yùn)動,并穿過圖中所示的兩個(gè)大小相等的勻強(qiáng)磁場B1和B2區(qū)域.若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍框在圖示位置的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn),則線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化圖線是圖乙中         (    )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中,設(shè)向里為磁感強(qiáng)度B的正方向,線圈中的箭頭為電流i的正方向(如圖10所示).已知線圈中感生電流i隨時(shí)間而變化的圖像如圖所示,則磁感強(qiáng)度B隨時(shí)間而變化的圖像可能是(     )

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖13甲所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里變化的勻強(qiáng)磁場,螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán).導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖13乙中哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí),導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場作用力(  )


圖13?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如右圖所示,MN、PQ為平行金屬導(dǎo)軌,M、P間連有一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場方向與導(dǎo)軌所在的平面垂直,圖中磁場垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動,速度為v,與導(dǎo)軌接觸良好,圓環(huán)的直徑為d,與兩導(dǎo)軌間的距離相等.設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略,當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動時(shí)(   )
A.有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為πdBv/RB.有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為dBv/R
C.有感應(yīng)電流通過電阻R,大小為2dBv/RD.沒有感應(yīng)電流通過電阻R

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,傾斜的金屬導(dǎo)軌和水平的金屬導(dǎo)軌接在一起,各自的兩條平行軌道之間距離都為d,傾斜導(dǎo)軌與水平面間的夾角為30°,在傾斜導(dǎo)軌的區(qū)域有垂直于軌道平面斜向上的勻強(qiáng)磁場,在水平導(dǎo)軌的區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B,傾斜導(dǎo)軌上放有金屬棒a,在緊靠兩導(dǎo)軌連接處的水平導(dǎo)軌上放有金屬棒b,a、b都垂直于各自的軌道,質(zhì)量均為m,a、b與水平的金屬導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)是μ,傾斜的金屬導(dǎo)軌光滑。傾斜軌道間接有電阻R,a、b的電阻值都是R,其余電阻不計(jì)。

開始時(shí)a固定,b靜止,且a距水平導(dǎo)軌平面的高度為h,現(xiàn)釋放a,同時(shí)給a一個(gè)平行于傾斜導(dǎo)軌向下的初速度,a就在傾斜導(dǎo)軌上做勻速運(yùn)動,經(jīng)過兩導(dǎo)軌的連接處時(shí)速度大小不變,在此過程中b仍然靜止,滑上水平導(dǎo)軌后即與b金屬棒粘在一起在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動距離L后靜止。求:
(1)在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動的速度v0大小。
(2)a在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1是多大?
(3)a、b一起在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q2是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平放置的光滑金屬長導(dǎo)軌MM′和NN′之間接有電阻R,導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別處在方向相反且與軌道垂直的勻強(qiáng)磁場中,方向見圖,設(shè)左、右區(qū)域磁場的磁感強(qiáng)度為B1和B2,虛線為兩區(qū)域的分界線。一根金屬棒ab放在導(dǎo)軌上并與其正交,棒和導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。金屬棒在水平向右的恒定拉力作用下,在左面區(qū)域中恰好以速度為v做勻速直線運(yùn)動,則(   )
A.若B2=B1時(shí),棒進(jìn)入右面區(qū)域中后先做加速運(yùn)動,最后以速度做勻速直線運(yùn)動
B.若B2=B1時(shí),棒進(jìn)入右面區(qū)域中時(shí)仍以速度v做勻速直線運(yùn)動
C.若B2=2B1時(shí),棒進(jìn)入右面區(qū)域后先做減速運(yùn)動,最后以速度做勻速運(yùn)動
D.若B2=2B1時(shí),棒進(jìn)入右面區(qū)域后先做加速運(yùn)動,最后以速度4v做勻速運(yùn)動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖中所示的“日”字形閉合框架中,框架相當(dāng)于由兩個(gè)邊長L=0.1m的正方形組成,磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場與框面垂直,今沿圖示方向以v=24m/s的速度將框架勻速拉出磁場區(qū)域,求此過程中拉力所做的功.已知ab、cf、de每段電阻均為3,cd、fe每段電阻均為1.5,bc、a f 兩段電阻為零,不考慮線框架重力作用的影響.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域?qū)挾葹閐,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一電阻為R的梯形導(dǎo)體框(上、下底長度分別為L、5L)從圖示位置沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,規(guī)定電流逆時(shí)針方向?yàn)檎,在下圖中線框中感應(yīng)電流與線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是( )

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