如圖甲所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d=0．5m，導(dǎo)軌左端通過導(dǎo)線與阻值為2Ω的電阻R連接，右端通過導(dǎo)線與阻值為4Ω的小燈泡L連接。在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2m，CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，在t=0時，一阻值為2Ω的金屬棒在水平恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導(dǎo)軌向右運動，在金屬棒從AB位置運動到EF位置的過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流大小  
（2）恒力F的大小  
（3）4s末金屬棒的速度大小   
（4）金屬棒的質(zhì)量
（1）0.1A （2）0.3N  （3）1m/s （4）1.2kg

試題分析：（1）金屬棒未進(jìn)入磁場時，
由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：
通過小燈泡的電流
（2）因燈泡亮度不變，故4s末金屬棒恰好進(jìn)入磁場且做勻速運動，此時金屬棒中的電流為：
則恒力
（3）4s后回路中的感應(yīng)電動勢為：

則可知4s末金屬棒的速度
（4）由運動學(xué)公式可知前4s金屬棒的加速度為：

故金屬棒的質(zhì)量
點評：本題涉及到動生電動勢和感生電動勢，但二者卻不是同時出現(xiàn)的，先是感生電動勢，4s后是動生電動勢，本題還要根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)關(guān)系求解。
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：計算題

（10分）如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做勻加速直線運動，當(dāng)棒運動的位移x=9m時速度達(dá)到6m/s，此時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求
 
(1) 棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q
(2) 金屬棒MN做勻加速直線運動所需外力隨時間變化的表達(dá)式
(3) 外力做的功WF

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖示，閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)處的光滑曲面右上端無初速滾下， 又沿曲面的另一側(cè)上升，則 (       )
A．若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
B．若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
C．若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
D．若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=1T，平行導(dǎo)軌寬l=1m。兩根相同的金屬桿MN、PQ在外力作用下均以v=1m/s的速度貼著導(dǎo)軌向左勻速運動，金屬桿電阻為r="0.5" ?。導(dǎo)軌右端所接電阻R=1?，導(dǎo)軌電阻不計。（已知n個相同電源的并聯(lián)，等效電動勢等于任意一個電源的電動勢，等效內(nèi)阻等于任意一個電源內(nèi)阻的n分之一）

（1）運動的導(dǎo)線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源。用電池等符號畫出這個裝置的等效電路圖
（2）求10s內(nèi)通過電阻R的電荷量以及電阻R產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，電源的電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，AB=0.5m，AB電阻R=0.1Ω。固定框架的電阻不計。磁感應(yīng)強度為0.5T。S閉合前AB靜止。金屬框?qū)?i>AB的滑動摩擦力為0.25N。

(1)電鍵S閉合后，當(dāng)AB的速度達(dá)到穩(wěn)定時，電路中的電流多大？
(2)AB的最大速度多大？
(3)當(dāng)AB速度達(dá)最大后，電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？通過計算驗證，能的轉(zhuǎn)化是否符合守恒定律？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中．a(chǎn)b在外力作用下向右以速度v勻速運動且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運動距離為x的過程中.求：

(1) 整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱；
(2)電容器所帶的電荷量q.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是 (　　)
A．小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動
C．磁鐵吸引小磁針D．因閉合線圈在磁場中運動而產(chǎn)生電流

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在水平方向的勻強磁場B＝0.2T中，有一單匝正方形導(dǎo)線框可繞垂直于磁場方向的水平軸轉(zhuǎn)動，線框邊長L＝0.1m，線框電阻R＝1Ω。在線框由水平位置以角速度ω＝2πrad/s勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過導(dǎo)線橫截面上的電量q為多少？上述過程中線框上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一較小的三角形導(dǎo)線框abc向右勻速穿越勻強磁場（兩平行的虛線間的區(qū)域）。如圖所示，ab邊與磁場邊界平行，若運動過程中始終保持速度方向與ab邊垂直，則可以定性地表示線框在進(jìn)入磁場的過程中感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律的是(   )

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同步練習(xí)冊答案