【題目】半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個裝置位于一勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略.重力加速度大小為g.求:

(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大。

(2)外力的功率.

【答案】(1)方向?yàn)镃→D 大小為 (2)

【解析】根據(jù)右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律及能量守恒定律解題.

(1)根據(jù)右手定則,得導(dǎo)體棒AB上的電流方向?yàn)锽→A,

故電阻R上的電流方向?yàn)镃→D.

設(shè)導(dǎo)體棒AB中點(diǎn)的速度為v,則v=

而vA=ωr,vB=2ωr

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒AB上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Brv

根據(jù)閉合電路歐姆定律得I=,

聯(lián)立以上各式解得通過電阻R的感應(yīng)電流的大小為I=.

(2)根據(jù)能量守恒定律,外力的功率P等于安培力與摩擦力的功率之和,

即P=BIrv+fv,

而f=μmg

解得P=

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖,匝數(shù)N=100匝的矩形線圈,邊長分別為10cm20cm,內(nèi)阻為,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中繞OO′ 軸以rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,線圈和外部20Ω的電阻R相連接,已知線圈繞OO′ 軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢最大值,求:

1)電壓表和電流表示數(shù)?

2)電阻R上所消耗的電功率是多少?

3)由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過R的電量是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡化為如圖所示的模型,正方形線圈電阻不計(jì)在水平勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁感線的OO軸勻速轉(zhuǎn)動。今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個電阻R和理想電壓表,并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈,讀出電壓表的示數(shù)為10V。已知R10Ω,線圈電阻忽略不計(jì),下列說法正確的是( )

A. 線圈位于圖中位置時,線圈中的瞬時電流為零

B. 從線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時,線圈中電壓瞬時值表達(dá)式為U10sin50πt(V)

C. 流過電阻R的電流每秒方向改變50

D. 電阻R上的熱功率等于10W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場中,在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒ABCD可以自由滑動。當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動時,下列說法中正確的是(  )

A. 導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過,方向是DC

B. 導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過,方向是CD

C. 磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左

D. 磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向右

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】彈射器豎直向上彈出一個小球,小球上升到的最大高度為h,從彈出點(diǎn)至落回到發(fā)射處的過程中,小球的位移 , 路程

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國交流電的周期是s,頻率是50Hz,在一個周期里電流的方向變化次.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“研究平拋物體的運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)中

(1)讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動,通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動的軌跡,為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上:______

a.斜槽必須光滑

b.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

c.每次釋放小球的位置必須相同

d.小球運(yùn)動時不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸

e.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線

2)如圖所示是某同學(xué)在做研究平拋物體的運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)時得到的物體運(yùn)動軌跡的一部分,O、a、b、c是運(yùn)動軌跡上的四個點(diǎn),O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系(Oa部分不完整),a、bc三點(diǎn)的坐標(biāo)如圖,則物體運(yùn)動的初速度為_______m/sg=10m/s2).(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

3)小球運(yùn)動到b點(diǎn)的速度為_____m/s(可用根號表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國月球探測計(jì)劃嫦娥工程已經(jīng)啟動,科學(xué)家對月球的探索會越來越深入。

1若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運(yùn)動的周期為T,月球繞地球的運(yùn)動近似看做勻速圓周運(yùn)動,試求出月球繞地球運(yùn)動的軌道半徑;

2若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面高度為h的某處以速度v0水平拋出一個小球,小球飛出的水平距離為x。已知月球半徑為R,引力常量為G,試求出月球的質(zhì)量M。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖示為由粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管彎曲成的“雙U形管”,a、bc、d為其四段豎直的部分,其中a、d上端是開口的,處在大氣中。管中的水銀把一段氣體柱密封在b、c內(nèi),達(dá)到平衡時,管內(nèi)水銀面的位置如圖所示,F(xiàn)緩慢地降低氣柱中氣體的溫度,若c中的水銀面上升了一小段高度Δh,則

A. b中的水銀面也上升Δh

B. b中的水銀面也上升,但上升的高度小于Δh

C. 氣柱中氣體壓強(qiáng)的減少量等于高為Δh的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)

D. 氣柱中氣體壓強(qiáng)的減少量等于高為2Δh的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)

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同步練習(xí)冊答案