【題目】如圖,兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上;在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導(dǎo)軌垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。某時(shí)刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng),在t0時(shí)刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計(jì)。求

1)在t=0t=t0時(shí)間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對(duì)值;

2)在時(shí)刻ttt0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

3)如果面積為S的區(qū)域的均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B1=B0-kt,式中k為大于0的常量,在t=0時(shí)刻,均勻磁場(chǎng)垂直于紙面向里。MN(虛線)右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,方向也垂直于紙面向里。在t0時(shí)刻金屬棒以速度v越過MN時(shí),撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計(jì)。求速度v的大。ㄓk、SB0、l表示)。

【答案】(1);(2) ,(3)

【解析】

1)在t=0t=t0時(shí)間間隔內(nèi),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:

回路中感應(yīng)電流為:

t=0t=t0時(shí)間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對(duì)值為:

2)根據(jù)題圖可知,MN左邊的磁場(chǎng)方向與右邊的磁場(chǎng)方向相同,那么總磁通量即為兩種情況之和,即在時(shí)刻ttt0)穿過回路的總磁通量為:Φ=Φ1+Φ2=ktS+B0v0t-t0l;

根據(jù)楞次定律判斷可知,回路中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向相同,依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得回路中產(chǎn)生總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=E1+E2=kS+B0lv0;

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為:

那么安培力大小為:FA=B0Il;

金屬棒勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件知水平恒力大小等于安培力大小,即為:F=FA。

聯(lián)立可得:

3)在t0時(shí)刻金屬棒以速度v越過MN時(shí),撤掉外力,此后(tt0)金屬棒恰好向右做勻速運(yùn)動(dòng),說明金屬棒不受安培力,動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)抵消,則有:kS=B0lv

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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:

【題目】如圖所示,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,R1、R2、R3為定值電阻,RL為光敏電阻(光照減弱時(shí)阻值增大)C為電容器。閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,用光照射RL,下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)增大

B. 電源的效率增大

C. 電容器所帶電量增加

D. R2消耗的功率增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖是用來測(cè)量某電阻絲材料的電阻率的電路圖.實(shí)驗(yàn)中把電阻絲拉直后固定在接線柱ab上,移動(dòng)滑片改變接觸點(diǎn)P的位置,可改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度.實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材還有:

實(shí)驗(yàn)操作如下:

a.用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑d;

b.將選用的實(shí)驗(yàn)器材,按照題圖連接實(shí)驗(yàn)電路;

c.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大;

d.接觸點(diǎn)P在電阻絲上某位置時(shí),閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值。使電流表滿偏,然后斷開開關(guān).記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L

e.改變接觸點(diǎn)P的位置,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表再次滿偏;重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L

f.?dāng)嚅_開關(guān),整理好器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析.

1)某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí),螺旋測(cè)微器示數(shù)如題圖示,d=_______mm;

2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇____(選填供選器材前的編號(hào));

3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖所示的R-L關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0,那么電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ=____________(用R0、Lo、d表示);

4)本實(shí)驗(yàn)中,電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果_________(選填)影響.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈,從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過這個(gè)區(qū)域,尺寸如圖所示,下圖中能正確反映該過程線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是( )

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長(zhǎng)方形abcd的長(zhǎng)ad=0.6m,寬ab=0.3m,O、e分別是ad、bc的中點(diǎn),以e為圓心,eb為半徑的圓弧和以O為圓心,Od為半徑的圓弧組成的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(eb邊界上無磁場(chǎng)),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T.一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=3×10-7kg、電荷量q=2×10-3C的帶正電粒子以速度v=5×l02m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域,則下列判斷正確的是(

A. Od邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部分布在ab

B. aO邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部通過b點(diǎn)

C. Od邊射入的粒子,出射點(diǎn)全部通過b點(diǎn)

D. aO邊射入的粒子,出射點(diǎn)分布在ab

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一科研團(tuán)隊(duì)在某次空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中,通過傳感器得到研究對(duì)象做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,下列說法中正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)的速率先增大后減小

B. 質(zhì)點(diǎn)的速率先減小后增大

C. 在任意1s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)速度改變的大小相同、方向豎直向上

D. 在任意1s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)速度改變的大小相同、方向水平向右

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩光滑金屬導(dǎo)軌,間距d0.2m,在桌面上的部分是水平的,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.1T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)中,電阻R,桌面高H0.8m,金屬桿ab的質(zhì)量m0.2kg,電阻r,在導(dǎo)軌上距桌面h0.2m的高處由靜止釋放,落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s0.4mg10m/s2. 求:

(1)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),R上的電流大小;

(2)整個(gè)過程中R上產(chǎn)生的熱量.

(3)整個(gè)過程中通過R的電荷量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊相互靠近的平行金屬板組成的平行板電容器,極板N與靜電計(jì)相連,極板M與靜電計(jì)的外殼均接地。用靜電計(jì)測(cè)量平行板電容器兩極板間的電勢(shì)差U。在兩板相距一定距離d時(shí),給電容器充電,靜電計(jì)指針張開一定角度。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,保持帶電量Q不變,下面的操作中將使靜電計(jì)指針張角變的是( )

A.僅將M板向平移

B.僅將M板向平移

C.僅將M板向平移

D.僅在M、N之間插入云母板(介電常數(shù)大于1)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】20181119日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心將兩顆北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星(即北斗三號(hào)衛(wèi)星)發(fā)射升空,標(biāo)志著我國北斗三號(hào)基本系統(tǒng)部署完成。此次發(fā)射的北斗三號(hào)系統(tǒng)第18顆和第19顆衛(wèi)星,屬于中圓地球軌道(介于近地軌道和同步靜止軌道之間)衛(wèi)星。當(dāng)衛(wèi)星在軌正常運(yùn)行時(shí),下列說法正確的是

A. 18顆衛(wèi)星的加速度大于地球表面的重力加速度

B. 18顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

C. 19顆衛(wèi)星的周期小于靜止軌道衛(wèi)星的周期

D. 19顆衛(wèi)星受到地球的萬有引力小于同質(zhì)量靜止軌道衛(wèi)星受到地球的萬有引力

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