如圖（a）所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角為370，兩導(dǎo)軌間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有固定電阻R=1.0Ω。導(dǎo)軌上有一質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.2Ω的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直斜面向下。利用沿斜面方向外力F拉金屬桿ab，使之由靜止開始運(yùn)動，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖（b）所示。g取10m/s2，，。
（1）證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動，并計(jì)算加速度的大小
（2）求第4s末外力F的瞬時功率
 
（1）設(shè)路端電壓為U，金屬桿的運(yùn)動速度為，則感應(yīng)電動勢
電阻R兩端的電壓
由圖乙可得，k=0.05V/s
解得
因?yàn)樗俣扰c時間成正比，所以金屬桿做勻加速運(yùn)動，加速度
（2）在4s末，速度
此時通過金屬桿的電流
金屬桿受安培力N
設(shè)4s末外力大小為，由牛頓第二定律: 
故4s末時外力F的瞬時功率    P=2.096W
略
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(jì)算題

如圖所示，正方形導(dǎo)線框，每邊長為L，邊的質(zhì)量為m，且質(zhì)量分布均勻，其它邊質(zhì)量不計(jì)，導(dǎo)線框的總電阻為R，cd邊與光滑固定轉(zhuǎn)軸相連，線框可繞軸自由轉(zhuǎn)動，整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)將線框拉至水平位置，由靜止開始釋放，經(jīng)時間t，ab邊到達(dá)最低點(diǎn)，此時ab邊的角速度為.不計(jì)空氣阻力.求：
（1）在t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電量q為多少；
（2）在最低點(diǎn)時ab邊受到的安培力大小和方向；
（3）在最低點(diǎn)時ab邊受到ca邊的拉力大��；
（4）在t時間內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，長為L，電阻為r=0.30Ω、質(zhì)量為m=0.10kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也為L，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有阻值R=0.50Ω的電阻。量程為0～3.OA的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.OV的電壓表接在電阻R的兩端。垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面�，F(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒向右移動。當(dāng)金屬棒以V=2.0m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，而另一個電表未滿偏。問：

小題1:滿偏的電表是什么表？說明理由。
小題2:拉動金屬棒的外力F多大？
小題3:若此時撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上。求從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動的過程中通過電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,線圈M和線圈P繞在同一鐵芯上.設(shè)兩個線圈中的電流方向與圖中所標(biāo)的電流方向相同時為正.當(dāng)M中通入下列哪種電流時,在線圈P中能產(chǎn)生正方向的恒定感應(yīng)電流（     ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

把一線框從一勻強(qiáng)磁場中拉出，如圖所示。第一次拉出的速率是v ，第二次拉出速率是 2 v，其它條件不變，則前后兩次拉力大小之比是_________，線框產(chǎn)生的熱量之比是_____________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，沿著OO′方向觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長為l1，ad邊的邊長為l2，線圈電阻為R，轉(zhuǎn)動的角速度為，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時
A．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda
B．線圈中的感應(yīng)電動勢為
C．穿過線圈的磁通量的變化率最大
D．線圈ad邊所受安培力的大小為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合導(dǎo)體框，其上下兩條邊水平，從靜止開始下落一定高度后，垂直穿越一個磁感應(yīng)強(qiáng)度沿水平方向且與線圈平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域上下邊界也水平。下圖是自導(dǎo)體框開始下落到完全穿越磁場區(qū)域的過程中，導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象，其中肯定與實(shí)際不相符的是(忽略空氣阻力的影響，線圈始終在豎直平面內(nèi)平動)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電路中，L為一自感線圈，兩支路電阻相等，則（   ）
A．閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)
B．閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)
C．閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)
D．?dāng)嚅_開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

將一個半徑為1m的匝數(shù)為100匝的圓形金屬線框，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示的勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場方向垂直，線框總電阻為3.14Ω，規(guī)定逆著磁場強(qiáng)度的方向，看順時針的方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，如圖甲所示。下列說法中正確的是（ ）
A．0～1 s內(nèi)，感應(yīng)電流的方向?yàn)檎?
B．感應(yīng)電流的有效值
C．0～1 s內(nèi)，線圈有擴(kuò)張趨勢
D．1～3s內(nèi)通過線框某一截面的電量是0～1s內(nèi)的兩倍

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