如圖甲所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距l=0.4 m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角，下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.5Ω的電阻。金屬棒ab阻值r=0.3  Ω，質(zhì)量m=0.2kg，放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。其余部分電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平
面向上的勻強(qiáng)磁場中。取g=10 m/s2。
（1）若磁場是均勻增大的勻強(qiáng)磁場，在開始計(jì)時(shí)即t=0時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=2.0T，為保持金屬棒靜止，作用在金屬棒上平行斜面向上的外力F隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系。
（2）若磁場是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B1的勻強(qiáng)磁場，通過額定功率P =10W的小電動(dòng)機(jī)對金屬棒施加平行斜面向上的牽引力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過 s電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率，此后電動(dòng)機(jī)功率保持不變，金屬棒運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖丙所示。試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和小電動(dòng)機(jī)剛達(dá)到額定功率時(shí)金屬棒的速度v1的大小?
 
（1）2 N    （2）1T ; 4m/s
（1）由于磁場均勻增大，所以金屬棒中的電流I大小保持不變，安培力F安方向沿斜面向下，設(shè)任意時(shí)刻t磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒靜止，合外力為零，則

由圖乙可知在任意時(shí)刻t外力F = (2+t)N
在t=0時(shí)刻有 
F0="2" N
（2）由圖丙可知，金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm=5 m/s，此時(shí)金屬棒所受合力為零，設(shè)金屬棒此時(shí)所受拉力大小為Fm，流過棒中的電流為Im，則
P=Fmvm…
Fm－mgsinθ－B1Iml =0
Em= B1lvm

即－mgsinθ－=0
解得 B1=1T
小電動(dòng)機(jī)剛達(dá)到額定功率時(shí)，設(shè)金屬棒所受拉力大小為F1，加速度大小為a，運(yùn)動(dòng)的速度大小為v1，流過金屬棒的電流為I1，根據(jù)牛頓第二定律得
P=F1v1
v2=at…
F1－mgsinθ－B1I1l =ma…
E1= B1lv1

即－mgsinθ－ =……
解得v1= 4m/s
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：問答題

如圖所示，兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌 MN、PQ平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.2m，導(dǎo)軌左端接有“0.8V，0.8W’’的小燈泡，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。長度也為L的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒每米長度的電阻均為R0=0.5Ω，其余導(dǎo)線電阻不計(jì)。今使導(dǎo)體棒在外力作用下與導(dǎo)軌良好接觸向右滑動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢，使小燈泡能持續(xù)正常發(fā)光。
（1）寫出ab的速度v與它到左端MP的距離x的關(guān)系式，并求導(dǎo)體棒的最小速度vmin；
（2）根據(jù)v與x的關(guān)系式，計(jì)算出與表中x各值對應(yīng)的v的數(shù)值填入表中，然后畫出v-x圖線。     

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，N=100匝的正方形線N，邊長L=10cm，電阻r=1Ω．在勻強(qiáng)磁場中，B=0.4T，以n=100r/s的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過滑環(huán)和電刷與R=9Ω的電阻組成閉合回路(電壓表是交流電表)，求：

(1)從中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢的表達(dá)式；
(2)電壓表的示數(shù)；
(3)當(dāng)線圈和中性面夾角=，安培力的力矩 M安=？
(4)1min內(nèi)，外力所做的功=？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示固定在勻強(qiáng)磁場中的正方形線框abcd，各邊長為L，其中ab段是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一與ab段的材料、粗細(xì)、長度都相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，以恒定的速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑到何處時(shí)，通過PQ的電流最小？為多少？方向如何？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，直角三角形導(dǎo)線框abc固定在勻強(qiáng)磁場中，ab是一段長為l、電阻為R的均勻?qū)Ь�，ac和bc的電阻可不計(jì)，ac長度為。磁場的磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里�，F(xiàn)有一段長度為、電阻為的均勻?qū)w桿MN架在導(dǎo)線框上，開始時(shí)緊靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑動(dòng)，滑動(dòng)中始終與ac平行并與導(dǎo)線框保持良好接觸。當(dāng)MN滑過的距離為時(shí)，導(dǎo)線ac中的電流是多大？方向如何？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，水平放置的光滑的金屬導(dǎo)軌M、N，平行地置于勻強(qiáng)磁場中，間距為d，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面夾角為α，金屬棒ab的質(zhì)量為m，放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直。電源電動(dòng)勢為ε，定值電阻為R,其余部分電阻不計(jì)。則當(dāng)電鍵閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖1是一臺發(fā)電機(jī)定子中的磁場分布圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場，磁感強(qiáng)度B＝0.050T
圖2是該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖(虛線表示定子的鐵芯M)。矩形線框abcd可繞過ad、cb 邊的中點(diǎn)并與圖1中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸oo′旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，線框的ab、cd邊始終處在圖1所示的縫隙內(nèi)的磁場中。已知ab邊長 l1＝25.0cm, ad邊長 l2＝10.0cm 線框共有N＝8匝導(dǎo)線，放置的角速度。將發(fā)電機(jī)的輸出端接入圖中的裝置K后，裝置K能使交流電變成直流電，而不改變其電壓的大小。直流電的另一個(gè)輸出端與一可變電阻R相連，可變電阻的另一端P是直流電的正極，直流電的另一個(gè)輸出端Q是它的負(fù)極。
圖3是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中A、B是兩塊純銅片，插在CuSO4稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為x、 y。
現(xiàn)把直流電的正、負(fù)極與兩銅片的引線端相連，調(diào)節(jié)R，使CuSO4溶液中產(chǎn)生I＝0.21A的電流。假設(shè)發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻可忽略不計(jì)，兩銅片間的電阻r是恒定的。
（1）求每匝線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小。
（2）求可變電阻R與A、B間電阻r之和。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

把一個(gè)矩形線圈從有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中勻速拉出（如圖），第一次速度為v1，第二次速度為v2且v2=2v1，則兩種情況下拉力的功之比W1/W2=   ，拉力的功率之比P1/P2=      ，線圈中產(chǎn)生焦耳熱之比Q1/Q2=       .
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平光滑平行導(dǎo)軌間距L=lm，左端接有阻值R=1.5的定值電阻，在距左端=2m處垂直導(dǎo)軌放置一根質(zhì)量m=1kg、電阻r=0.5的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌的電阻可忽略，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。
（1）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系為（式中B的單位為T，的單位為s），為使導(dǎo)體棒保持靜止，求作用在導(dǎo)體棒上的水平拉力F隨時(shí)間變化的規(guī)律；
（2）若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度T恒定，時(shí)導(dǎo)體棒在水平拉力F的作用下從靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知s時(shí)F=3N，求此時(shí)導(dǎo)體棒兩端的電勢差。

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同步練習(xí)冊答案