如圖甲所示,金屬棒MN放在曲線金屬導(dǎo)軌ab和直線金屬導(dǎo)軌cd之間(不計一切摩擦及金屬棒和兩導(dǎo)軌的電阻).圖中曲線導(dǎo)軌ab被彎成正弦(或余弦)曲線.兩導(dǎo)軌右端連有一定值電阻R,整個裝置水平置于豎直向下的勻強磁場中.在金屬棒MN上施加一垂直于MN的水平作用力F,使MN始終垂直于直線導(dǎo)軌做勻速直線運動.圖中P為金屬棒MN與曲線導(dǎo)軌的接觸點,金屬棒MN運動過程中與導(dǎo)軌接觸良好.當(dāng)金屬棒MN處在兩導(dǎo)軌左端虛線所在位置時開始計時,設(shè)UMN、UPN分別表示金屬棒MN、PN間的電勢差,則對乙圖判斷正確的是( 。精英家教網(wǎng)
分析:MN切割磁感線,切割磁感線的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源,根據(jù)右手定則,可以判斷M點電勢高于N點,由于MN勻速直線運動,所以據(jù)E=BLv可得MN間的電勢差UMN恒為定值,UPN由于NP切割磁感線的長度L是按余弦函數(shù)規(guī)律變化的,故UPN恒為正值,大小與切割長度L成正比;
解答:解:由于MN切割磁感線長度恒為MN,根據(jù)E=BLv可知,導(dǎo)體切割的速度恒定,故產(chǎn)生的電動勢UMN為一定值,根據(jù)右手定則可知M點電勢比N點電勢來得高,故a圖為一恒定正值的電動勢,故四個圖中只有a圖為符合電勢差恒為一正值,故選A;
由于金屬棒和ab軌道接觸良好,故PN間的電勢差 UPN=BLPNv,根據(jù)圖象可知,切割長度LPN大小隨運動按余弦函數(shù)規(guī)律變化,其最大值為ac的寬度,最小值為某一定值,由 UPN=BLPNv可知,PN兩點間的電勢差恒大于0,大小按余弦函數(shù)規(guī)律變化,故四個圖象中只有c圖象滿足要求,故選C.
故選AC.
點評:正確認識右手定則判斷感應(yīng)電流的方向,并能根據(jù)電流方向判斷電勢高低,能根據(jù)E=BLv判斷電勢差的大。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?東城區(qū)一模)如圖甲所示,空間存在豎直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,ab、cd是相互平行的間距為l的長直導(dǎo)軌,它們處于同一水平面內(nèi),左端由金屬絲bc相連,MN是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,已知MN與bc的總電阻為R,ab、cd的電阻不計.用水平向右的拉力使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌做勻速運動,并始終保持棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.圖乙是棒所受拉力和安培力與時間關(guān)系的圖象,已知重力加速度為g.

(1)求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)已知導(dǎo)體棒發(fā)生位移s的過程中bc邊上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求導(dǎo)體棒的電阻值;
(3)在導(dǎo)體棒發(fā)生位移s后軌道變?yōu)楣饣壍,此后水平拉力的大小仍保持不變,圖丙中Ⅰ、Ⅱ是兩位同學(xué)畫出的導(dǎo)體棒所受安培力隨時間變化的圖線.判斷他們畫的是否正確,若正確請說明理由;若都不正確,請你在圖中定性畫出你認為正確的圖線,并說明理由.(要求:說理過程寫出必要的數(shù)學(xué)表達式)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?上海模擬)如圖甲所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L=0.40m,導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30?角,上端和下端通過導(dǎo)線分別連接阻值R1=R2=1.2Ω的電阻,質(zhì)量為m=0.20kg、阻值為r=0.20Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸,整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場中,取重力加速度g=10m/s2.若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B,通過小電動機對金屬棒施加力,使金屬棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運動,經(jīng)過0.5s電動機的輸出功率達到10W,此后保持電動機的輸出功率不變,金屬棒運動的v-t圖如圖乙所示,試求:
(1)磁感應(yīng)強度B的大小;
(2)在0-0.5s時間內(nèi)金屬棒的加速度a的大;
(3)在0-0.5s時間內(nèi)電動機牽引力F與時間t的關(guān)系;
(4)如果在0-0.5s時間內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為0.135J,則這段時間內(nèi)電動機做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:(課標人教版)2010年《高考風(fēng)向標》物理 第10章 電磁感應(yīng) 第2講 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 人教版 題型:021

光滑金屬導(dǎo)軌寬L=0.4 m,電阻不計,均勻變化的磁場穿過整個軌道平面,如圖中甲所示.磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的情況如圖乙所示.金屬棒ab的電阻為1 Ω,自t=0時刻起從導(dǎo)軌最左端以v=1 m/s的速度向右勻速運動,則

A.1 s末回路中電動勢為0.8 V

B.1 s末ab棒所受磁場力為0.64 N

C.1 s末回路中電動勢為1.6 V

D.1 s末ab棒所受磁場力為1.28 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

光滑金屬導(dǎo)軌寬L=0.4 m,電阻不計,均勻變化的磁場穿過整個軌道平面,如圖中甲所示。磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的情況如圖乙所示。金屬棒ab的電阻為1 Ω,自t=0時刻起從導(dǎo)軌最左端以v=1 m/s的速度向右勻速運動,則

A.1 s末回路中電動勢為0.8 V                     B.1 s末ab棒所受磁場力為0.64 N

C.1 s末回路中電動勢為1.6 V                     D.1 s末ab棒所受磁場力為1.28 N

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖甲所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,導(dǎo)軌間距為l,左側(cè)接一阻值為R的電阻。在MN與PQ之間存在垂直軌道平面的有界勻強磁場,磁場寬度為d。一質(zhì)量為m的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。金屬棒ab受水平力F=(N)的作用,其中x為金屬棒距MN的距離,Fx的關(guān)系如圖乙所示。金屬棒ab從磁場的左邊界由靜止開始運動,通過電壓傳感器測得電阻R兩端電壓隨時間均勻增大。已知l=1m,m=1kg,R=0.5W,d=1m。問:

(1)金屬棒剛開始運動時的加速度為多少?并判斷該金屬棒在磁場中做何種運動。

(2)磁感應(yīng)強度B的大小為多少?

(3)若某時刻撤去外力F后棒的速度v隨位移s的變化規(guī)律滿足v0為撤去外力時的速度,s為撤去外力F后的位移),且棒運動到PQ處時恰好靜止,則外力F作用的時間為多少?

(4)在(3)的情況下,金屬棒從MN運動到PQ的整個過程中左側(cè)電阻R產(chǎn)生的熱量約為多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案