如圖15所示，不計電阻的U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌寬0.5 m，左端連接阻值為0.4 Ω的電阻R，在導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌放一電阻為0.1 Ω的導(dǎo)體棒MN，并用水平輕繩通過定滑輪吊著質(zhì)量為m=2.4 g的重物.圖中L=0.8 m，開始重物與水平地面接觸并處于靜止，整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T，并且=0.1 T/s的規(guī)律在增大，不計摩擦阻力.求至少經(jīng)過多長時間才能將重物吊起？（g取10 m/s2）

圖15

解析：根據(jù)題意可知：開始導(dǎo)體棒沒有運(yùn)動時U形導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒所構(gòu)成的閉合回路的面積保持不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B在增大，由法拉第電磁感應(yīng)定律得E==S=0.1×0.5×0.8 V=0.04 V，而磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律B=B0+t=0.5+0.1t T

    要把重物吊起來，則繩子的拉力必須大于或等于重力.

    設(shè)經(jīng)過時間t重物被吊起，此時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5+0.1t T

    所以安培力為F=BIL

=（0.5+0.1t）L

=(0.5+0.1t)××0.5 N

=0.04(0.5+0.1t) N

根據(jù)平衡條件得：

F=0.04(0.5+0.1t)=mg,

解得：t=1 s.

答案：t=1 s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運(yùn)動階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，EF最后又回到BD端.求：

（1）EF棒下滑過程中的最大速度.

（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計

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科目：高中物理 來源： 題型：

有一帶負(fù)電的小球，其帶電荷量．如圖15所示，開始時靜止在場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中的P點，靠近電場極板B有一擋板S，小球與擋板S的距離h = 4 cm，與A板距離H = 36 cm，小球的重力忽略不計．在電場力作用下小球向左運(yùn)動，與擋板S相碰后電荷量減少到碰前的k倍，已知k = 7/8，碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失．

（1）設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢為零，則小球在P點時的電勢能為多少？

（2）小球第一次被彈回到達(dá)最右端時距S板的距離為多少？

（3）小球經(jīng)過多少次碰撞后，才能抵達(dá)A板？（已知=0.058）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15所示，A、B為兩塊距離很近的平行金屬板，板中央均有小孔。一細(xì)束電子從A板小孔水平射入A、B之間，電子剛到A板小孔時動能為100 eV，電子束是連續(xù)不斷地射入的。在B板右側(cè)，平行金屬板M、N之間加20 V恒定電壓。整個裝置在真空中。MN組成的電容器中，板長為4×10－2m，板間距離為8×10－3m�，F(xiàn)在A、B兩板間加一個交變電壓U1，在t＝0到t=2 s時間內(nèi)，A板電勢高于B板，則在U1隨時間變化的第一個周期內(nèi)，在哪段時間內(nèi)電子從偏轉(zhuǎn)電場右側(cè)飛出。（不計電子在AB板間運(yùn)動的時間）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖15所示，AB和CD是足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會有加速和勻速兩個運(yùn)動階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，EF最后又回到BD端.求：

 

 

 

 

 

 

 

（1）EF棒下滑過程中的最大速度.

（2）EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個過程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能（金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

有一帶負(fù)電的小球，其帶電荷量．如圖15所示，開始時靜止在場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中的P點，靠近電場極板B有一擋板S，小球與擋板S的距離h = 4 cm，與A板距離H = 36 cm，小球的重力忽略不計．在電場力作用下小球向左運(yùn)動，與擋板S相碰后電荷量減少到碰前的k倍，已知k = 7/8，碰撞過程中小球的機(jī)械能沒有損失．七彩教育網(wǎng)

（1）設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢為零，則小球在P點時的電勢能為多少？七彩教育網(wǎng)

（2）小球第一次被彈回到達(dá)最右端時距S板的距離為多少？七彩教育網(wǎng)

（3）小球經(jīng)過多少次碰撞后，才能抵達(dá)A板？（已知=0.058）七彩教育網(wǎng)

 

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