如圖所示,兩根相距為d的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平xOy平面內(nèi),左端接有阻值為R的電阻,其他部分的電阻均不計。在x>0的一側(cè)存在垂直xOy平面且方向豎直向下的磁場,磁感強(qiáng)度大小按B=kx規(guī)律變化(其中k是一大于零的常數(shù))。一根質(zhì)量為m的金屬桿垂直跨擱在光滑的金屬導(dǎo)軌上,兩者接觸良好。當(dāng)t=0時直桿位于x=0處,其速度大小為v0,方向沿x軸正方向,在此后的過程中,始終有一個方向向左的變力F作用于金屬桿,使金屬桿的加速度大小恒為a,加速度方向一直沿x軸的負(fù)方向.求:

(1)金屬桿向右運(yùn)動至t0時刻時所在位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
(2)閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時間有多長?
(3)當(dāng)金屬桿的速度為時,閉合回路的感應(yīng)電動勢多大?此時作用于金屬桿的外力F多大?
(1);(2);(3)當(dāng)桿沿x軸正方向運(yùn)動的速度為時,感應(yīng)電動勢,外力;桿沿x軸負(fù)方向運(yùn)動的速度為時,感應(yīng)電動勢,外力

試題分析:(1)桿做勻變速直線運(yùn)動,由位移公式可知:金屬桿向右運(yùn)動至t0時刻時的位移,所以此時的磁感應(yīng)強(qiáng)度
(2)桿先向右做勻減速運(yùn)動,后向左做勻加速運(yùn)動,最后會離開磁場,設(shè)t為在磁場區(qū)內(nèi)向右做勻減速直線運(yùn)動的時間,則v0-at=0,根據(jù)對稱性可得:感應(yīng)電流的持續(xù)時間:
(3)設(shè)x1為金屬桿的速度大小為時它所在的坐標(biāo),由速度位移關(guān)第,解得,此時回路中的感應(yīng)電動勢
當(dāng)金屬桿沿xl軸正方向運(yùn)動時,由牛頓第二定律得:F+BdI=ma
由歐姆定律
解得外力
同理可以求出,當(dāng)金屬桿沿xl軸正方向運(yùn)動時,外力
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,直線a與b分別反映了電阻R1與電阻R2的電流與加在它們兩端的電壓之間的關(guān)系,從圖中可知( 。
A.R1的阻值大于R2
B.若在R1與R2上加相同的電壓,通過R1的電流大
C.tanα的值反映了電阻R2的阻值
D.若將R1與R2串聯(lián),R1兩端的電壓比R2的大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,A為燈泡,D為理想的電壓表.在變阻器的滑片P由B端向C端滑動的過程中
A.A燈變亮,D示數(shù)變大
B.A燈變亮,D示數(shù)變小
C.A燈變暗,D示數(shù)變大
D.A燈變暗,D示數(shù)變小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,若將電壓表V1接到a、b間,讀數(shù)為18 V;若將電壓表V2接到a、b間, 則讀數(shù)為18.6 V。現(xiàn)將Vl、V2串聯(lián)后接到a、b間,設(shè)兩表的讀數(shù)分別為Ul和U2,則一定有  
A.Ul>9.3 VB.U2>9.3 V
C.Ul +U2>18.6 VD.18 V<Ul+U2 <18.6 V

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分)
小明對2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣,于是用伏安法測量其電阻值。

(1)圖1是部分連接好的實(shí)物電路圖,請用電流表外接法完成接線并在圖1中畫出。
(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了一段2B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上,如圖2所示。在圖中,由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用_______(填“О”或“×”)表示的。
(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn),在圖2上用作圖法作圖,并求出這段鉛筆芯的電阻為______Ω。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,開始時L1和L2均能發(fā)光,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上移動時,則

A  L1、L2都變亮。       B.流過L1的電流變小。
C. L1變亮,L2變暗。     D.L1變暗,L2變亮。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示的電路中,螺線管的匝數(shù)匝、橫截面積、螺線管的導(dǎo)線電阻;定值電阻。穿過螺線管的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在某段時間內(nèi)其變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下的方向?yàn)檎较颉t下列說法正確的是
A.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1V
B.閉合開關(guān)S,電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為
C.閉合開關(guān)S,電路中的電流穩(wěn)定后,電容器的下極板帶負(fù)電
D.?dāng)嚅_開關(guān)S后,一段時間內(nèi),流經(jīng)R2的電流方向由下而上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

對電流概念的正確理解是:
A.通過導(dǎo)體的橫截面的電量越多,電流越大
B.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量越大,電流越大
C.電流有方向,它是一個矢量
D.電流的方向就是電荷移動的方向

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示電路中,電源的內(nèi)阻為r.在滑動變阻器的滑片P向上端a滑動過程中,兩電表的示數(shù)變化情況為(      )
A.電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大
B.電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)減少
C.兩電表示數(shù)都增大
D.兩電表示數(shù)都減小

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