如圖所示,水平桌面上有兩根相距為L(zhǎng)=20cm,足夠長(zhǎng)的的水平平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌的一端連接電阻R=0.9Ω,若在導(dǎo)軌平面上建立直角平面坐標(biāo)系,取與導(dǎo)軌平行向右方向?yàn)閤軸正方向,而與導(dǎo)軌垂直的水平方向?yàn)閥軸方向。在x < 0的一側(cè)沒(méi)有磁場(chǎng),在x > 0的一側(cè)有豎直向下的磁場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)軌平面。該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小沿y軸方向均勻,但沿x軸方向隨x的增大而增大,且B=kx,式中k=15/4T/m。質(zhì)量為M的金屬桿AB水平而與導(dǎo)軌垂直放置,可在導(dǎo)軌上沿與導(dǎo)軌平行的方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)t=0時(shí),AB位于x=0處,并有沿x軸正方向的初速度v0=5m/s。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有一大小變化的沿x軸方向的水平拉力F作用于AB,使AB有沿x軸負(fù)方向、大小為a=10m/s2的恒定加速度作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。除R外,其它電阻均忽略不計(jì)。求:

(1)該回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流可以持續(xù)的時(shí)間;
(2)當(dāng)AB向右運(yùn)動(dòng)的速度為3 m/s時(shí),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;
(3)若滿(mǎn)足x < 0時(shí)F=0,求AB經(jīng)1.6s時(shí)的位置坐標(biāo),并寫(xiě)出AB向右運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力F與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系(直接用a、v0、M、k、R、L表示),以及在0.6s時(shí)金屬桿AB受到的磁場(chǎng)力。
(1)t=t1+t2="1s"
(2)E=B2Lv2=3×0.2×3=1.8V。
(3)①x3=-v0t3=-5×(1.6-1)="-3m"
② F+F=Ma
 
方向:沿X軸正方向
(1)棒減速到零所用時(shí)間,棒返回時(shí)間t1=t2=0.51s。
有電流的時(shí)間即為棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,所以t=t1+t2="1s"
(2)當(dāng)AB向右運(yùn)動(dòng)的速度為3 m/s時(shí),桿的位移為:,此時(shí)桿處的磁感強(qiáng)度為:,所以E=B2Lv2=3×0.2×3=1.8V。
(3)①由(1)可知1秒棒回到0位置,離開(kāi)磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
速度向左大小v3="5m/s," 得:x3=-v0t3=-5×(1.6-1)="-3m"
     
因?yàn)閯蜃兯僦本運(yùn)動(dòng),所以有:F+F=Ma
 
③當(dāng)t=0.6s時(shí), 而vt=v0-at=5-10×0.6="-1.0m/s  " 得:
方向:沿X軸正方向
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖3-5-16所示,用一根均勻?qū)Ь做成的矩形導(dǎo)線框 abcd 放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直,ad、bc 邊上跨放著均勻直導(dǎo)線 ef,各導(dǎo)線的電阻不可忽略.當(dāng)將導(dǎo)線 ef 從 ab 附近勻速向右移動(dòng)到 cd 附近的過(guò)程中(   )

圖3-5-16
A.ef 受到的磁場(chǎng)力方向向右B.ef 兩端的電壓始終不變
C.ef 中的電流先變小后變大D.ef 中的電流先變大后變小

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題




上,在軌道左上方端點(diǎn)、間接有阻值為的小電珠,整個(gè)軌道處在磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,兩導(dǎo)軌間距為,F(xiàn)有一質(zhì)量為、電阻為的金屬棒處由靜止釋放,經(jīng)一定時(shí)間到達(dá)導(dǎo)軌最低點(diǎn)、,此時(shí)速度為。
(1)指出金屬棒、的過(guò)程中,通過(guò)小電珠的電流方向和金屬棒的速度大小變化情況;
(2)求金屬棒到達(dá)、時(shí),整個(gè)電路的瞬時(shí)電功率;
(3)求金屬棒、、的過(guò)程中,小電珠上產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,有一彎成θ角的光滑金屬導(dǎo)軌POQ,水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直,有一金屬棒MN與導(dǎo)軌的OQ邊垂直放置,當(dāng)金屬棒從O點(diǎn)開(kāi)始以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)t秒時(shí),棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成的回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖12-2-6所示,半徑為R、單位長(zhǎng)度電阻為λ的均勻?qū)w圓環(huán)固定在水平面上,圓環(huán)中心為O.勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直水平面方向向下,磁感強(qiáng)度為B.平行于直徑MON的導(dǎo)體桿,沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動(dòng).桿的電阻可以忽略不計(jì),桿與圓環(huán)接觸良好,某時(shí)刻,桿的位置如圖,,速度為,求此時(shí)刻作用在桿上安培力的大。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

一質(zhì)量為M=1Kg的小車(chē)上固定有一質(zhì)量為m=0.2Kg,寬L=0.25m、電阻R=100Ω的100匝的矩形線圈,一起靜止在光滑水平面上,現(xiàn)有一質(zhì)量為m0的子彈以V0=250m/s的水平速度射入小車(chē)中,并隨小車(chē)線圈一起進(jìn)入一與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中如圖,小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的V---S圖象如圖。求:(1)子彈的質(zhì)量;(2)圖中S = 80cm時(shí)線圈中的電流強(qiáng)度;(3)在進(jìn)入過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電量;(4)求出線圈小車(chē)通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中線圈電阻的發(fā)熱量。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下圖中所標(biāo)的導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,棒運(yùn)動(dòng)的速度均為v,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為BLv的是                                  (      )
 

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

如圖所示,在方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)由均勻?qū)Ь制成的單匝矩形線框abcd,線框在水平拉力作用下以恒定的速度v沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中線框ab邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行,線框邊長(zhǎng)ad=l,cd=2l,線框?qū)Ь的總電阻為R.則線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中( 。
A.a(chǎn)b間的電壓為
4Blv
3
B.a(chǎn)d間的電壓為
2Blv
3
C.線框中的電流在ab邊產(chǎn)生的熱量為
8B2l3v
3R
D.線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
2B2l3v
3R

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,由光滑硬導(dǎo)線制成并連接在一起的圓線圈c和線框d被固定在豎直平面內(nèi),線圈c所圍面積為S,其中的磁場(chǎng)從圖中看垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.被一豎直絕緣線懸吊起來(lái)的水平直導(dǎo)線ef的長(zhǎng)工為L(zhǎng),質(zhì)量為m,與線框d接觸良好.ef處在一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為.整個(gè)裝置的總電阻為R.當(dāng)發(fā)生變化,并且(變化率)為某一定值時(shí)絕緣線對(duì)ef的拉力恰好為零.在這種情況下:

(1)問(wèn)是增強(qiáng)還是在減弱.
(2)求等于什么?

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同步練習(xí)冊(cè)答案