5.兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導軌MN和PQ,一端接有阻值為R=4Ω的電阻,處于方向豎直向下的勻強磁場中.在導軌上垂直導軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的金屬直桿,金屬桿的電阻為r=lΩ,金屬桿與導軌接觸良好,導軌足夠長且電阻不計.金屬桿在垂直桿的水平恒力F=2N作用下向右勻速運動時,電阻R上的電功率是P=16W.
(1)求通過電阻R的電流的大小和方向;
(2)求金屬桿的速度大。
(3)某時刻撤去拉力,當電阻R上的電功率為$\frac{P}{4}$時,金屬桿的加速度大小、方向.

分析 (1)根據(jù)右手定則判斷出電流的方向,根據(jù)電功率的公式計算出電流的大小;
(2)當?shù)竭_穩(wěn)定時,拉力的功率等于電流的電功率,寫出表達式,即可求得結(jié)果;
(3)某時刻撤去拉力,當電阻R上的電功率為$\frac{P}{4}$時,回路中感應電流產(chǎn)生的安培力提供桿的加速度,寫出安培力的表達式與牛頓第二定律的表達式即可.

解答 解:(1)根據(jù)電功率的公式,得:P=I2
代入數(shù)據(jù)解得:I=2A,
由右手定則可得,電流的方向從M到P;
(2)當?shù)竭_穩(wěn)定時,拉力的功率等于電流的電功率,即:Fv=I2(R+r)
代入數(shù)據(jù)得:v=10m/s;        
(3)當電阻R上的電功率為$\frac{P}{4}$時,根據(jù)電功率計算公式可得:$\frac{P}{4}$=I2R,得:$I′=\frac{I}{2}$,
此時:${F}_{A}′=\frac{F}{2}$
由牛頓第二定律得:FA'=ma
所以:a=2m/s2,方向向左.
答:(1)通過電阻R的電流的大小是2A,方向從M到P;
(2)金屬桿的速度大小是10m/s;
(3)金屬桿的加速度大小是2m/s2,方向向左.

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

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.小明在做“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗時:

(1)他連接了實物電路圖甲種的部分導線,請你用筆劃線代替導線將電路連接完整;
(2)檢查電路無誤后,閉合開關(guān)前,應把滑動變阻器的滑片移到最右端(填“左”或“右”);
(3)小明測得了一系列數(shù)據(jù),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U-I圖象如乙圖所示,由圖象可知,電源的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1.0Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.甲、乙兩個溜冰者質(zhì)量分別為48kg和50kg,甲手里拿著質(zhì)量為2kg的球,兩人均以2m/s的速率,在光滑的冰面上沿同一直線相向滑行,甲將球傳給乙,乙再將球傳給甲,這樣拋接幾次后,球又回到甲的手里,乙的速度為零,則甲速度的大小為( 。
A.0B.1 m/sC.2 m/sD.4 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.質(zhì)量為60kg的人,不慎從高空支架上跌落,由于彈性安全帶的保護,使他懸掛在空中.已知安全帶長5m,其緩沖時間為1.2s,則安全帶受到的平均沖力大小為(g取10m/s2)( 。
A.50 NB.1 100 NC.600 ND.100 N

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.以下說法正確的是( 。
A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子并提出了“原子的核式結(jié)構(gòu)模型”
B.愛因斯坦提出的“光子說”成功的解釋了光電效應現(xiàn)象
C.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象并總結(jié)出電磁感應的規(guī)律
D.法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

10.將20kg的物體從靜止開始以2m/s2的加速度豎直向上提升4m,不考慮空氣阻力,取g=10m/s2,則拉力F=240N,拉力做功的平均功率為480W,到達4m高處拉力的瞬時功率為960W,全過程中拉力對物體的沖量為480N•S.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖所示,一個內(nèi)外表面光滑質(zhì)量為3m的盒子,內(nèi)部放一個質(zhì)量為m的物塊,它們靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)突然給盒子一個向左的速度,大小為v0,當物體與盒子內(nèi)右端無能量損失碰撞后,又與左端碰撞并被左端壁上的橡皮泥粘住,一起共同運動,求:

(1)物體與右端碰后的速度?
(2)物體與左端碰后系統(tǒng)損失的機械能△E=?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,L1、L2為兩個相同的燈泡,線圈L的直流電阻不計,燈泡L1與理想二極管D相連,下列說法中正確的是( 。
A.閉合開關(guān)S后,L1會逐漸變亮B.閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,L1、L2亮度相同
C.斷開S的瞬間,L1會逐漸熄滅D.斷開S的瞬間,a點的電勢比b點高

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.如圖所示,用懸線懸掛一電流為I的導體棒.懸線中的張力小于導體棒的重力,要想使懸線中張力為零,則(  )
A.適當增大電流B.減少磁感應強度C.改變磁場方向D.使原電流反向

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同步練習冊答案