如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg，電阻均為R=0.1Ω，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B=0.2T，棒ab在平行于導軌向上的力F作用下，沿導軌向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止．取g=10m/s2，問：
（1）通過cd棒的電流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力F做的功W是多少？
（1）棒cd受到的安培力Fcd=IlB ①
棒cd在共點力作用下平衡，則Fcd=mgsin30° ②
由①②式代入數(shù)據(jù)，解得I=1A，方向由右手定則可知由d到c．
（2）棒ab與棒cd受到的安培力大小相等Fab=Fcd
對棒ab由共點力平衡有F=mgsin30°+IlB
代入數(shù)據(jù)解得F=0.2N
（3）設在時間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q=0.1J熱量，由焦耳定律可知Q=I2Rt
設ab棒勻速運動的速度大小為v，則產(chǎn)生的感應電動勢E=Blv
由閉合電路歐姆定律知I=
E
2R

在時間t內(nèi)，棒ab沿導軌的位移x=vt
力F做的功W=Fx
綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)解得W=0.4J
答：（1）通過cd棒的電流I是1A，方向d→c．
（2）棒ab受到的力F是0.2N．
（3）棒力F做的功W是0.4J．
練習冊系列答案
相關習題

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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=1Ω，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F=0.5N的水平恒力作用下向右勻速運動時，電阻R上的電功率是P=4W．
（1）求通過電阻R的電流的大小和方向；
（2）求金屬桿的速度大小；
（3）某時刻撤去拉力，當電阻R上的電功率為
P
4
時，金屬桿的加速度大小、方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動變阻器、電池構成閉合電路，a、b、c為三個閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產(chǎn)生的磁場全部集中在鐵芯內(nèi)，則當滑動變阻器的滑片左、右滑動時，能產(chǎn)生感應電流的金屬圓環(huán)是 (　　)
A．a、b兩個環(huán)　　　　　　　B．b、c兩個環(huán)
C．a、c兩個環(huán)D．a、b、c三個環(huán)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示,不可伸長的絕緣輕繩長為R,一端系于O點,另一端系一質(zhì)量為m、電量為+q的點電荷，點電荷可在xoy平面內(nèi)繞O點做半徑為R的圓周運動，如圖甲所示，本題計算中忽略點電荷的重力。⑴當點電荷以速率v0沿y方向通過A（R，0）點的瞬間，在空間中加沿x軸正方向的勻強電場E0，要使點電荷能做完整的圓周運動，電場強度E0需滿足何條件？⑵在⑴問中，其他條件不變，將空間中的電場用垂直于xoy平面向里的勻強磁場B0需滿足何條件？⑶變化的磁場周圍激發(fā)感生電場，若上述磁場隨時間均勻，會在點電荷運動的圓形軌道上產(chǎn)生一個環(huán)形電場，其電場線是閉合的，各點場強大小相等�，F(xiàn)在空間加一垂直xoy平面向里的勻強磁場，其磁感強度B變化情況如圖乙所示，t＝0時刻點電荷的速率為v0，輕繩一直處于伸直狀態(tài)。試求0～T時間內(nèi)，軌道中形成的感生電場E感的大小，并在圖丙中作出點電荷在0～5T時間內(nèi)v～t圖象，要求寫出主要的分析過程。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在無線電技術中，常有這樣的要求，有兩個線圈，要使一個線圈中有電流變化時對另一個線圈幾乎沒有影響，也就是沒有互感，在電路中它們的安裝符合要求的是（   ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑的水平桌面上放著兩個完全相同的環(huán)形金屬導體a和b，條形永久磁鐵N極豎直向下靠近兩環(huán)，則：（　�。�
A．a(chǎn)，b互相靠近B．a(chǎn)，b互相遠離
C．a(chǎn)，b均靜止不動D．a(chǎn)，b向上跳起

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平 面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為L。一個質(zhì)量為m、一邊長度也為L的方形導線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。t=0時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置I），導線框的速度為。經(jīng)歷一段時間后，當導線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位置Ⅱ），導線框的速度剛好為零。此后，導線框下落，經(jīng)過一段時間回到初始位置I（不計空氣阻力），則
A．上升過程中，導線框做勻變速運動
B．上升過程克服重力做功的平均功率小于下降過程重力的平均功率
C．上升過程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過程中線框產(chǎn)生的熱量的多
D．上升過程中合力做的功與下降過程中合力做的功相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，平行的光滑金屬導軌間距為L，導軌平面與水平面成α角，導軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab處于導軌上與輕彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導軌平面平行，整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度為B．開始時桿靜止，現(xiàn)給桿一個大小為v0的初速度使桿沿導軌向下運動．運動至速度為零后，桿又沿導軌平面向上運動，運動過程的最大速度大小為v1，然后減速為零，再沿導軌平面向下運動……一直往復運動到靜止．導軌與金屬細桿的電阻均可忽略不計，重力加速度為g．試求：

（1）細桿獲得初速度瞬間，通過回路的電流大��；
（2）當桿向上速度達到v1時，桿離最初靜止時位置的距離L1；
（3）桿由初速度v0開始運動直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在傾角為30°的絕緣斜面上，固定兩條無限長的平行光滑金屬導軌，勻強磁場B垂直于斜面向上，磁感應強度B=0.4T，導軌間距L=0.5m，兩根金屬棒ab、cd與導軌垂直地放在導軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，每根金屬棒的電阻均為r＝0.2W，導軌電阻不計．當用沿斜面向上的拉力拉動金屬棒ab勻速向上運動時．cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求：

(1) 金屬棒cd兩端電勢差Ucd；
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

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