9．如圖所示，在一個(gè)光滑金屬框架上垂直放置一根長(zhǎng)l=0.4m的金屬棒ab，其電阻r=0.1Ω．框架左端的電阻R=0.4Ω．垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.1T．當(dāng)用外力使棒ab以速度v=5m/s勻速向右移時(shí)，求：
（1）外力的大小
（2）ab棒兩端的電勢(shì)差Uab
（3）在ab棒上消耗的發(fā)熱功率．

分析 （1）根據(jù)E=BLv求解導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，由閉合電路歐姆定律求出電流，根據(jù)F=BIL求外力大��；
（2）根據(jù)歐姆定律求ab棒兩端的電勢(shì)差Uab
（3）根據(jù)P=${I}_{\;}^{2}r$求解ab棒上消耗的功率即可．

解答 解：（1）ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V  ①
通過ab棒的電流 I=$\frac{E}{R+r}$=0.4A                    ②
外力F=BIL解得F=0.016N                         ③
（2）ab棒兩端的電勢(shì)差 Uab=IR=0.4×0.4V=0.16V          ④
（3）ab棒上消耗的發(fā)熱功率 Pr=I2r=0.42×0.1W=0.016W     ⑤
答：（1）外力的大小0.016N
（2）ab棒兩端的電勢(shì)差${U}_{ab}^{\;}$為0.16V
（3）在ab棒上消耗的發(fā)熱功率0.016W

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv、歐姆定律、功率公式等等電磁感應(yīng)基本知識(shí)，即可正確解題．求ab間電勢(shì)差時(shí)要注意金屬棒是電源，ab間電勢(shì)差是路端電壓，不是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也不是內(nèi)電壓．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

13．質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5t+t2（各物理量均采用國(guó)際單位制單位），則該質(zhì)點(diǎn)第1s內(nèi)的位移是6m，前2s內(nèi)的平均速度是7m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．關(guān)于重力，下列說法正確的是（　�。�
A．重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力
B．重力的方向總是豎直向下，所以地球上不同地方重力方向都相同
C．物體的重心（重力的等效作用點(diǎn)）一定在該物體上
D．同一物體在地球上不同地方所受重力不一定相同

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器和速度傳感器探究“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”，如圖，他們將拉力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過一個(gè)定滑輪與鉤碼相連．在水平桌面上相距L的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器．小車中放有砝碼．
（1）完成實(shí)驗(yàn)主要步驟：
①測(cè)量小車及其中砝碼和拉力傳感器的總質(zhì)量M把細(xì)線的一端固定在拉力傳感器上另一端通過定滑輪與鉤碼相連；正確連接所需電路；
②將小車停在C點(diǎn)，由靜止釋放，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄拉力傳感器的示數(shù)F及
A、B兩處速度傳感器的示數(shù)vA和vB．（填寫物理量及表示物理量的字母）
③在小車中增加或減少砝碼，重復(fù)②的操作．
（2）試驗(yàn)中外力做功的表達(dá)式為W=FL，動(dòng)能變化的表達(dá)式為△Ek=$\frac{1}{2}M（{v}_{A}^{2}-{v}_{B}^{2}）$．（用題中給定的物理量字母及記錄的物理量字母表示）
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)外力做功與動(dòng)能變化并不相等，造成這一系統(tǒng)誤差的原因是小車受到摩擦阻力做功造成．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖甲所示，表面絕緣、傾角θ=30°的斜面固定在水平地面上，斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上．一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25Ω的單匝矩形金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長(zhǎng)L=0.50m．從t=0時(shí)刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，線框向上運(yùn)動(dòng)過程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示．已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）線框受到的拉力F的大��；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（3）線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，兩根等高光滑的$\frac{1}{4}$圓弧軌道，半徑為r、間距為L(zhǎng)，軌道電阻不計(jì)．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開始下滑，到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg．整個(gè)過程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求：
（1）棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小和通過電阻R的電流．
（2）棒從ab下滑到cd過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過R的電荷量．
（3）若棒在拉力作用下，從cd開始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)ab
①請(qǐng)寫出桿在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t的變化關(guān)系？
②在桿到達(dá)ab的過程中拉力做的功為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

1．如圖甲，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=37°角固定，M、P之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T．質(zhì)量為m的金屬桿a b水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r．現(xiàn)從靜止釋放桿a b，測(cè)得最大速度為vm．改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示．已知軌距為L(zhǎng)=2m，重力加速度g取l0m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．求：
（1）R=0時(shí)回路中產(chǎn)生的最大電流的大小及方向；
（2）金屬桿的質(zhì)量m和阻值r；
（3）當(dāng)R=4Ω時(shí)，若ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q=8J，求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

18．有一水平放置的U形導(dǎo)體框處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與磁場(chǎng)方向垂直．阻值為0.5Ω的導(dǎo)體棒ab以速度v=5m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)，框架寬L=40cm，電阻不計(jì)．則導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.8v 電流1.6 A，方向?yàn)閎流向a（“a流向b”或“b流向a”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

19．如圖所示，電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)的U形金屬框架放置在絕緣水平面上，框架與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，框架的寬度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m1；質(zhì)量為m2、電阻為R的均勻?qū)w棒ab垂直放在框架上，整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體棒施加一水平恒力F，使棒從靜止開始無摩擦地運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到某值時(shí)，框架開始運(yùn)動(dòng)．棒與框架接觸良好，框架與水平面間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度為g．
（1）求框架剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)棒的速度v應(yīng)滿足的條件．
（2）求欲使框架運(yùn)動(dòng)，所施加的水平恒力F的范圍．
（3）若施加于棒的水平恒力為F1，棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)距離為s、速度為v'時(shí)框架開始運(yùn)動(dòng)，求此過程中回路中產(chǎn)生的熱量Q．

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同步練習(xí)冊(cè)答案