3.如圖甲,100匝的線圈(圖中只畫了2匝)兩端A、B連接寬度為L=15cm的水平光滑平行導軌,導軌上垂直放有一根導體棒,A、B兩點間連接一理想電壓表.線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的磁場,線圈中的磁通量在按圖乙所示的規(guī)律變化.若線圈的內(nèi)阻為r=5Ω,導體棒的阻值為R=20Ω,導軌電阻可以不計.

(1)電壓表的示數(shù)是多少?
(2)若在導軌所在平面內(nèi)存在方向垂直紙面向外、大小B=1T的勻強磁場,要使導體棒靜止,棒上要加平行于導軌的拉力F應為多大,方向向哪里?

分析 (1)由乙圖的斜率求出磁通量的變化率.根據(jù)法拉第電磁感應定律求出回路中感應電動勢,得到電壓表的讀數(shù).
(2)根據(jù)楞次定律來確定感應電流的方向,再左手定則判斷安培力的方向,由平衡條件,即可求解拉力的大小與方向.

解答 解:(1)根據(jù)乙圖知:$\frac{△∅}{△t}$=$\frac{0.15-0.1}{0.1}$Wb/s=0.5Wb/s
線圈中的感應電動勢為:E=N$\frac{△∅}{△t}$=100×0.5V=50V
所以電壓表的讀數(shù)為:U=E=50V
(2)由閉合電路歐姆定律:I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{50}{20+5}$A=2A;
由安培力表達式F=BIL,則安培力的大小F=1×2×0.15=0.3N;
根據(jù)楞次定律可知,感應電流的方向,通過導體棒R的電流方向為由A到B;
存在方向垂直紙面向外,由左手定則知:安培力的方向水平向左,
若保持平衡,則拉力的大小為0.3N,方向水平向右,
答:(1)電壓表的讀數(shù)為50V;
(2)棒上要加平行于導軌的拉力F應為0.3N,方向水平向右.

點評 此題根據(jù)法拉第電磁感應定律求感應電動勢,由楞次定律判斷感應電流的方向,同時掌握左手定則的內(nèi)容,注意與右手定則的區(qū)別,是常見的陳題.

練習冊系列答案
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①此單擺的周期T為0.8s.
②設(shè)擺球在最低點時重力勢能Ep=0,已測得當?shù)刂亓铀俣葹間,試求出此單擺擺動時的機械能E的表達式.(用字母d、′、F1、F2、F3、g中某些量表示)

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(1)在計時器打出2、3、4、5各點時,小車的速度分別是V2=16.50cm/s;V3=21.40cm/s;V4=26.30cm/s;V5=31.35cm/s;
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C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于$\frac{E}{B}$
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8.信用卡的磁條中有一個個連續(xù)的相反極性的磁化區(qū),每個磁化區(qū)代表了二進制數(shù)1或0,用以儲存信息.刷卡時,當磁條以某一速度拉過信用卡閱讀器的檢測頭時,在檢測頭的線圈中會產(chǎn)生變化的電壓(如圖1所示).當信用卡磁條按圖2所示方向以該速度過閱讀檢測頭時,在線圈中產(chǎn)生的電壓隨時間的變化關(guān)系正確的是( 。
A.B.
C.D.

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