如圖甲所示,一個(gè)足夠長的U形金屬管導(dǎo)軌NMPQ固定在水平面內(nèi),MN、PQ兩導(dǎo)軌間的寬度為l="0.50" m.一根質(zhì)量為m="0.50" kg的均勻金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上且接觸良好,abMP恰好圍成一個(gè)正方形.該軌道平面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可以調(diào)節(jié)、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.ab棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力均為Fm="1.0" N,ab棒的電阻為R="0.10" Ω,其他各部分電阻均不計(jì).開始時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0="0.50" T.

(1)若從某時(shí)刻(t=0)開始,調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,使其以="0.20" T/s的變化率均勻增加，求經(jīng)過多長時(shí)間ab棒開始滑動(dòng).此時(shí)通過ab棒的電流大小和方向如何?
(2)若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小不變,從t=0時(shí)刻開始,給ab棒施加一個(gè)水平向右的拉力,使它以a="4.0" m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng)，推導(dǎo)出此拉力FT的大小隨時(shí)間t變化的函數(shù)表達(dá)式，并在圖乙所示的坐標(biāo)圖上作出拉力FT隨時(shí)間t變化的FT-t圖線.
(1)17.5 s  I="0.5" A 方向從b到a
（2）FT="(3+2.5t)" N 圖線略
(1)以ab桿為研究對(duì)象,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí),閉合電路中有恒定的電流I.以ab桿為研究對(duì)象,它受到的安培力逐漸增大,靜摩擦力也隨之增大.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到ab所受安培力F與最大靜摩擦力Fm相等時(shí)開始滑動(dòng).因F=BIl,B=B0+t="(0.5+0.2t)" T,I=,E==l2, F=Fm.由以上各式求出,經(jīng)時(shí)間t="17.5" s后ab棒開始滑動(dòng),此時(shí)通過ab棒的電流大小為I="0.5" A,由楞次定律可判斷出,電流方向?yàn)閺腷到a.

(2)當(dāng)ab勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有：FT-Fm-F=ma.因F=B0Il,I=B0lv/R,v=at.聯(lián)立上述各式,并代入數(shù)據(jù),可解得：FT="Fm+ma+B02l2at/R=(3+2.5t)" N.由此可畫出FT-t關(guān)系圖象如圖所示
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，長L="O." 80 m，電阻r="0." 30Ω，質(zhì)量m="0." 10 kg的金屬棒CD垂直放在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌由兩條平行金屬桿組成，已知金屬桿表面光滑且電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距也是L，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，量程為0～3. 0 A的電流表串聯(lián)接在一條導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌左端接有阻值R="0." 50Ω的電阻，量程為0～1. 0 V的電壓表接在電阻R兩端，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過導(dǎo)軌平面．現(xiàn)以向右恒定的外力F="1.6" N使金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒以最大速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏．
(1)試通過計(jì)算判斷此滿偏的電表是哪個(gè)表；
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大�。�
(3)在金屬棒CD達(dá)到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后電阻R消耗的電能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用一電阻絲相連，兩導(dǎo)軌間距離L="0." 2 m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為，比例系數(shù)k="0." 02 T/s，一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直。t=0時(shí)刻金屬桿緊靠P、Q端，在外力作用下，桿以加速度a=2從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求出t="10" s時(shí)回路中的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

磁懸浮列車的運(yùn)動(dòng)原理如圖所示，在水平面上有兩根很長的平行直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有與導(dǎo)軌垂直且方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和，和相互間隔，導(dǎo)軌上有金屬框abcd。當(dāng)磁場(chǎng)和同時(shí)以恒定速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框也會(huì)沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)。已知兩導(dǎo)軌間距="0." 4 m，兩種磁場(chǎng)的寬度均為，=ab，＝="1.0" T。金屬框的質(zhì)量m="0." 1 kg，電阻R="2." 0Ω。設(shè)金屬框受到的阻力與其速度成正比，即，比例系數(shù)k="0." 08 kg/s。求：
（1）當(dāng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度為="5" m/s時(shí)，金屬框的最大速度為多大？
（2）金屬框達(dá)到最大速度以后，某時(shí)刻磁場(chǎng)停止運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬框的加速度大小為a=4.0時(shí)，其速度多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖32-1所示，兩根互相平行、間距d=0.4米的金屬導(dǎo) 軌，水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，金屬滑桿ab、cd所受摩擦力均為f=0.2N。兩根桿電阻均為r=0.1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，當(dāng)ab桿受力F=0.4N的恒力作用時(shí)，ab桿以V1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd桿以V2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求速度差(V1－ V2)等于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，導(dǎo)線右側(cè)充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一矩形線圈與導(dǎo)線在同一平面上。下列情形下線框內(nèi)能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(    )
A．導(dǎo)線中電流變大B．線框水平向右平動(dòng)
C．線框豎直向下平動(dòng)D．線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長.空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時(shí)間后,金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm,則(    )

A.如果B增大,vm將變大                  
B.如果α增大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大                  
D.如果m變大,vm將變大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－1－13所示，在絕緣圓筒上繞兩個(gè)線圈P和Q，分別與電池E和電阻R構(gòu)成閉合回路，然后將軟鐵棒迅速插入線圈P中，則在插入的過程中（   ）
A．電阻R上有方向向左的電流
B．電阻R上沒有電流
C．電阻R上有方向向右的電流
D．條件不足，無法確定

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖所示，磁場(chǎng)方向沿x軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化關(guān)系為B=B0+kx（B0、k均為大于零的常數(shù)）．薄形霍爾元件的工作面垂直于光軸，通過的電流I方向沿z軸負(fù)方向，霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng)．要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快，可以采取的方法是（　�。�
A．增大IB．增大B0C．減小kD．減小v

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案