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如图所示,螺线管与相距L的两竖直放置的导轨相连,导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g.不计导轨的电阻,不计空气阻力,忽略螺线管磁场对杆ab的影响。
(1)为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
(2)当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
(3)若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率k>0)。将金属杆ab由静止释放,杆将向下运动。当杆的速度为v时,仍在向下做加速运动。求此时杆的加速度的大小。设导轨足够长。
(1)            方向为由ba
(2)          
(3) 
(1)以ab为研究对象,根据平衡条件 mg = B0I L   
求出              
通过ab杆电流方向为由ba
(2)根据法拉第电磁感应定律     
根据欧姆定律             
求出                
(3)根据法拉第电磁感应定律
       
ab杆切割磁感线产生的电动势 E2 = B0Lv
总电动势    E= E1 + E2                   
感应电流                 
根据牛顿第二定律       
安培力       F = B0 IL            
求出    
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,由10根长度都是L的金属杆连接成的一个“目”字型的矩形金属框abcdefgh,放在纸面所在的平面内。有一个宽度也为L的匀强磁场,磁场边界跟de杆平行,磁感应强度的大小是B,方向垂直于纸面向里,金属杆ah、bg、cfde的电阻都为r,其他各杆的电阻不计,各杆端点间接触良好。现以速度v匀速地把金属框从磁场的左边界水平向右拉,从de杆刚进入磁场瞬间开始计时,求:(1)从开始计时到ah杆刚进入磁场的过程中,通过ah杆某一横截面总的电荷量q;(2)从开始计时到金属框全部通过磁场的过程中,金属框中电流所产生的总热量Q

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术--航天飞缆,航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统。飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力,它还能清理"太空垃圾"等。从1967年至1999年17次试验中,飞缆系统试验已获得部分成功。该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释。
下图为飞缆系统的简化模型示意图,图中两个物体P,Q的质量分别为mP、mQ,柔性金属缆索长为l,外有绝缘层,系统在近地轨道作圆周运动,运动过程中Q距地面高为h。设缆索总保持指向地心,P的速度为vP。已知地球半径为R,地面的重力加速度为g。
(1)飞缆系统在地磁场中运动,地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。设缆索中无电流,问缆索P、Q哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP,求P、Q两端的电势差;
(2)设缆索的电阻为R1,如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流,相应的电阻为R2,求缆索所受的安培力多大;
(3)求缆索对Q的拉力FQ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有界匀强磁场区域如图甲所示,质量为m、电阻为R的长方形矩形线圈abcd边长分别为L和2L,线圈一半在磁场内,一半在磁场外,磁感强度为B0. t0 = 0时刻磁场开始均匀减小,线圈中产生感应电流,在磁场力作用下运动,v-t图象如图乙所示,图中斜向虚线为O点速度图线的切线,数据由图中给出,不考虚重力影响,求:
(1)磁场磁感应强度的变化率;
(2) t2时刻回路电功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一内壁光滑的绝缘细直圆筒竖直放在绝缘水平面上,圆A筒底部有一质量为、电荷量为+的带电小球,圆筒内径略大于小球直径。整个装置处于水平向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中,已知磁感应强度大小为B,电场强度大小为。当圆筒在瞬间获得水平速度,并以向右做匀速直线运动时,带电小球沿筒壁匀加速上升,离开圆筒时速度方向与水平方向成60°角,小球离开圆筒后继续在场中运动。求:
(1)圆筒开始运动前,水平面对小球的支持力N;
(2)圆筒的高度h;
(3)小球运动到最高点时离水平面的高度H。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有一面积为S =100cm2金属环,电阻为R =0.1Ω,环中磁场变化规律如图所示,且磁场方向垂直环面向里,在t1t2时间内,环中感应电流的方向如何?通过金属环的电量为多少?
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示装置中,cd杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动时,cd杆将向右移动?
A.向右匀速运动
B.向右加速运动
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D.向左减速运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献,下列说法中正确的是:
A.卡文迪许测出引力常数
B.法拉第发现电磁感应现象
C.安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
D.库仑总结并确认了真空中两个静止电荷之间的相互作用规律

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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同步练习册答案