如圖甲所示，固定在絕緣水平地面上的平行金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)1=0.5m，左端用導(dǎo)線相連．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為R=0.1Ω的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌靜止在導(dǎo)軌平面上，金屬棒ab與導(dǎo)軌左端的距離L2=0.8m，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.75，導(dǎo)與線導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．現(xiàn)將整個(gè)裝置置于垂直于軌道平面豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示．設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，忽略金屬棒與導(dǎo)軌上電流之間的相互作用，g=10m/s2．求：
（1）金屬棒未出現(xiàn)滑動(dòng)之前，通過(guò)金屬棒ab中電流的大小和方向；
（2）從t=0時(shí)刻開始到金屬棒剛要發(fā)生滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬棒產(chǎn)生的熱量．
（1）由圖象可知磁場(chǎng)變化率為：
△B
△t
=
0.5
1
T/s=0.5T/s
由法拉第電磁感應(yīng)定律可知：E=N
△?
△t
=N
△B?S
△t
=
△B
△t
L1L2=0.5×0.5×0.8V=0.2V
通過(guò)金屬棒ab的電流為：I=
E
R
=
0.2
0.1
A=2A
由右手定則可知，電流方向由b向a．
（2）金屬棒剛要滑動(dòng)時(shí)，由平衡條件可知：μmg=BIL1
由圖象可知：B=
△B
△t
t=0.5t
由焦耳定律可知，金屬棒上產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=IR
μmg
0.5L1
=2×0.1×
0.75×0.1×10
0.5×0.5
J=0.9J
答：（1）金屬棒未出現(xiàn)滑動(dòng)之前，通過(guò)金屬棒ab中電流的大小為2A，方向由b向a；
（2）從t=0時(shí)刻開始到金屬棒剛要發(fā)生滑動(dòng)的過(guò)程中，金屬棒產(chǎn)生的熱量為0.9J．
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：多選題

如圖所示，空間存在水平垂直紙面向里的高度為a的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一個(gè)邊長(zhǎng)為2a、質(zhì)量為m的正方形線框ABCD，AB邊電阻為R1，CD邊電阻為R2，其它兩邊電阻不計(jì)，從距離磁場(chǎng)上邊界某一高度處自由下落AB邊恰能勻速通過(guò)磁場(chǎng)，則（　�。�
A．線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為
mg(R1+R2)
4B2α2
B．線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB邊消耗的電功率為
m2g2R1
4B2α2
C．線框通過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，電流先沿順時(shí)針?lè)较颍笱啬鏁r(shí)針?lè)较?/td>
D．從開始到AB邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)線框橫截面的電荷量為
Bα2
R1+R2

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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，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為0.5m、電阻為1Ω的導(dǎo)體棒ab放置在水平的光滑金屬框上，如圖所示．導(dǎo)體棒ab在外力作用下以10m/s的速度向右勻速滑動(dòng)，已知電容C=2μF，電阻R1=5Ω，其余電阻忽略不計(jì)，求：
（1）ab棒哪端的電勢(shì)高？ab棒中的電動(dòng)勢(shì)的大��？
（2）為使ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，外力的大小及其機(jī)械功率？
（3）電容器的電量？

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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，電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，線框左端接有電阻R=0.4Ω，線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面，導(dǎo)體棒ab的長(zhǎng)度L=0.4m，運(yùn)動(dòng)速度v=5.0m/s．線框的電阻不計(jì)．
（1）電源的電動(dòng)勢(shì)（即產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）為多少？電路abcd中的電流為多少？
（2）求導(dǎo)體ab所受的安培力的大小，并判斷其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）電源的功率為多少？電源內(nèi)部消耗的功率是多少？外部電阻R消耗的功率是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，是一個(gè)水平放置的導(dǎo)體框架．寬度L﹦1.00m，接有電阻R﹦0.50Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B﹦0.40T，方向如圖所示，今有導(dǎo)體棒ab橫放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿擦地滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體棒ab的電阻不計(jì)，當(dāng)ab以V﹦4.0m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，試求：
（1）導(dǎo)體棒ab上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大�。�
（2）電路中感應(yīng)電流I的大�。�
（3）要維持棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，外力F應(yīng)為多大．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在如甲、乙、丙三圖中，除導(dǎo)體棒ab可動(dòng)外，其余部分均固定不動(dòng)，甲圖中的電容器C原來(lái)不帶電，丙圖中的直流電源電動(dòng)勢(shì)為E，除電阻R外，導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)．圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．今給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的相同初速度v0，以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．在導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲、乙、丙三種情況中通過(guò)電阻R的電流相同
B．三種情形下導(dǎo)體棒ab最終都將靜止
C．最終只有乙中導(dǎo)體棒ab靜止，甲、丙中導(dǎo)體棒ab都將作勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．在導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的全部過(guò)程中，三個(gè)電阻R產(chǎn)生的熱量大小是Q甲＞Q乙＞Q丙

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度未知，在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，（金屬棒的阻值也為R）從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，已知金屬棒下滑過(guò)程中的最大速度為vm（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．
（1）求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）若金屬棒從靜止開始下滑到金屬棒達(dá)最大速度時(shí)金屬棒沿斜面下滑的距離是d，求該過(guò)程中金屬導(dǎo)軌與金屬棒所形成的回路產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

兩根平行金屬導(dǎo)軌固定傾斜放置，與水平面夾角為370，相距d=0.5m，a、b間接一個(gè)電阻R，R=1.5Ω．在導(dǎo)軌上c、d兩點(diǎn)處放一根質(zhì)量m=0.05kg的金屬棒，bc長(zhǎng)L=1m，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間電阻r=0.5Ω，金屬棒被兩個(gè)垂直于導(dǎo)軌的木樁頂住而不會(huì)下滑，如圖1所示．在金屬導(dǎo)軌區(qū)域加一個(gè)垂直導(dǎo)軌斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示．重力加速度g=10m/s2．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

（1）0～1.0s內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小．
（2）t=0時(shí)刻，金屬棒所受的安培力大小．
（3）在磁場(chǎng)變化的全過(guò)程中，若金屬棒始終沒(méi)有離開木樁而上升，則圖2中t0的最大值．
（4）通過(guò)計(jì)算在圖3中畫出0～t0max內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時(shí)間的變化圖象．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用均勻?qū)Ь�做成的正方形線框每邊長(zhǎng)為0.2m，正方形的一半放在和紙面垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)磁場(chǎng)以20T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中點(diǎn)a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab是（　　）
A．0.2V B．-0.2V C．0.4V D．-0.4

 

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