5．如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T，金屬棒ab垂直放在相互平行的金屬導(dǎo)軌MN，PQ上，并向右做切割磁感線的勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v=5m/s，導(dǎo)軌間距L=40cm，磁場方向垂直軌道平面，電阻R=0.5Ω，ab棒的有效電阻為0.3Ω，其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：
（1）感應(yīng)電流的大小和方向及a、b兩點(diǎn)間的電壓．
（2）使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力．

分析 （1）由E=BLv求出電動(dòng)勢(shì)，由歐姆定律求出電流，由安培定則判斷電流方向；
（3）由安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出拉力．

解答 解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：E=BLv=0.2×0.4×5=0.4V；
根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{0.4}{0.5+0.3}$A=0.5A，
由右手定則可知，電流沿逆時(shí)針方向；
a、b兩點(diǎn)間的電壓U=IR=0.5×0.5V=0.25V．
（2）金屬棒受到的安培力：F安=BIL=0.2×0.8×0.4N=0.064N，
由平衡條件得，拉力：F=F安=0.064N．
答：（1）感應(yīng)電流的大小為0.5A，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；a、b兩點(diǎn)間的電壓為0.25V．
（2）使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力為0.064N．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．一物體在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)，在相互垂直的x方向和y方向上的分運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　�。�
①物體做曲線運(yùn)動(dòng)
②物體做直線運(yùn)動(dòng)
③物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小是50m/s
④物體運(yùn)動(dòng)的初速度大小是10m/s．
A．①③B．①④C．②③D．②④

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們?cè)谧鴺?biāo)紙上畫出了四種a-F關(guān)系圖線．其中因在實(shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

13．如圖所示，中部挖孔圓盤內(nèi)外半徑分別為R1和R2，平行板電容器板間距離為d，它的兩極用兩根導(dǎo)線通過電刷a、b，分別與內(nèi)、外環(huán)保持良好接觸，上述裝置置于同一勻強(qiáng)磁場B1中．電容器下方有一如圖所示的勻強(qiáng)磁場B2．欲使重力不計(jì)、荷質(zhì)比為q/m的帶電粒子沿直線穿過電容器后，在磁場B2中作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓環(huán)應(yīng)以多大的角速度ω繞環(huán)心作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（題中B1為未知數(shù)）？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

20．如圖，光滑的豎直導(dǎo)軌放置于勻強(qiáng)磁場B中，寬為L，放有一根導(dǎo)體棒ab，其接入導(dǎo)軌電阻為r，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，外電阻為R，分析ab的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并求出ab的最大速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，導(dǎo)軌上端與一電容為C的電容器相連，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在恒定的外力F作用下豎直向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌足夠長，重力加速度為g，且F=2mg，則下列說法正確的是（　�。�
A．導(dǎo)體棒將做變加速直線運(yùn)動(dòng)
B．導(dǎo)體棒將先做變加速直線運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)
C．導(dǎo)體棒將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t速度大小為gt
D．導(dǎo)體棒將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t速度大小為$\frac{mgt}{C{B}^{2}{L}^{2}+m}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．質(zhì)量為m的小球在豎直向上的拉力作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖所示（豎直向上為正方向，DE段為直線），已知重力加速度大小為g，下列說法正確的是（　�。�
A．t3-t4時(shí)間內(nèi)，小球豎直向下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
B．t0-t2時(shí)間內(nèi)，合力對(duì)小球先做正功后做負(fù)功
C．0-t2時(shí)間內(nèi)，小球的平均速度一定為$\frac{{v}_{3}}{2}$
D．t3-t4時(shí)間內(nèi)，拉力做的功為$\frac{m（{v}_{3}+{v}_{4}）}{2}$[（v4-v3）+g（t4-t3）]

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

14．如圖1所示在生產(chǎn)車間的流水線上，有一裝貨物的小車從傾角為θ的光滑斜面上滑下，撞擊擋板后貨物被工人取走．為了減小對(duì)擋板的沖擊，某同學(xué)設(shè)想了一個(gè)電磁緩沖裝置，在小車的底部固定與小車前端齊平、匝數(shù)為n、連長為L、總電阻為R的正方形閉合線圈；在斜面的下蹩腳加上寬度同為L的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直斜面向框的下邊離底部擋板距離為d處靜止釋放，線圈進(jìn)入磁場后，小車立即做減速運(yùn)動(dòng)，在撞擊擋板前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)．求：

（1）線框剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1；
（2）小車在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v2；若采用適當(dāng)粗些的導(dǎo)線繞制線框，保持匝數(shù)、邊長、形狀不變，能否減少小車勻速運(yùn)動(dòng)的速度v2，從當(dāng)增大緩沖的效果？請(qǐng)通過計(jì)算加以說明；
（3）小車運(yùn)動(dòng)過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．光滑水平面上，一質(zhì)量為m的物塊受到水平向右的隨位移變化的力F的作用，F(xiàn)隨位移變化的圖象如圖，下列說法正確的是（　�。�
A．物塊的位移為x0時(shí)，物塊的速度最大
B．物塊先加速運(yùn)動(dòng)，后減速運(yùn)動(dòng)
C．物塊的最大速度為$\sqrt{\frac{6{F}_{0}{x}_{0}}{m}}$
D．由于物塊受變力作用，無法求合外力做的功，因此無法求物塊的速度

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