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(18分)如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上,导体棒ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为μ。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,金属框a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动时计时,悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示,求:

(1)t0时刻以后通过ab边的电流;
(2)t0时刻以后导体棒ef运动的速度;
(3)电动机牵引力的功率P。

见解析

解析本题考查法拉第电磁感应定律与牛顿运动定律的结合,当导线框静止不动时受力平衡,受到竖直向上的两个安培力的作用,由受力平衡及安培力F=BIl可求得线框电流大小,再由E=BLv可求得导体棒速度,由电动机功率P=Fv,F为牵引力,对导体棒F等于摩擦力与安培力之和,由此可求得牵引力F大小,再由第二问求得的速度大小带入P=Fv即可求得电动机功率大小

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直于P、Q放在导轨上,导体棒ef与P、Q导轨之间的动摩擦因数为μ.质量为M的正方形金属框abcd,边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,线框的a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框上半部分处在大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B,方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动计时,悬挂线框的细线拉力T随时间的变化如图乙所示,求:
(1)t0时间以后通过ab边的电流;
(2)t0时间以后导体棒ef运动的速度;
(3)电动机的牵引力功率P.

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年黑龙江省高三上学期开学考试物理试卷(解析版) 题型:计算题

(18分)如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上,导体棒ef与P、Q导轨间的动摩擦因数为μ。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,金属框a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动时计时,悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示,求:

(1)t0时刻以后通过ab边的电流;

(2)t0时刻以后导体棒ef运动的速度;

(3)电动机牵引力的功率P。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直于P、Q放在导轨上,导体棒ef与P、Q导轨之间的动摩擦因数为μ.质量为M的正方形金属框abcd,边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,线框的a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框上半部分处在大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B,方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动计时,悬挂线框的细线拉力T随时间的变化如图乙所示,求:

   (1)t0时间以后通过ab边的电流

   (2)t0时间以后导体棒ef运动的速度

   (3)电动机的牵引力功率P

 

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科目:高中物理 来源:2009年山东省潍坊市高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题

如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直于P、Q放在导轨上,导体棒ef与P、Q导轨之间的动摩擦因数为μ.质量为M的正方形金属框abcd,边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,线框的a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框上半部分处在大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B,方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动计时,悬挂线框的细线拉力T随时间的变化如图乙所示,求:
(1)t时间以后通过ab边的电流;
(2)t时间以后导体棒ef运动的速度;
(3)电动机的牵引力功率P.

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