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如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L1电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g.求:
(1)磁感应强度的大小:
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.
【答案】分析:导体棒释放后做加速度减小的加速运动,直到重力等于安培力时以最大速度匀速运动.在加速阶段感应电动势和感应电流增大,两灯泡逐渐变亮,只有在匀速阶段两灯泡的亮度不变,所以两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动.
解答:解:(1)两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动,根据平衡条件:mg=BIL①
两灯泡保持正常发光      I=2Im ②
P=Im2 R     ③
连立①②③化简得
 磁感应强度的大小      ④
(2)两灯泡保持正常发光时的电压等于感应电动势U2=PR    ⑤
根据法拉第电磁感应定律    E=BLv   ⑥
连立⑤⑥化简得  
  灯泡正常发光时导体棒的运动速率  .
点评:本题为电磁感应与电路结合的题目,明确电路的结构,找出电源是解决此类问题的突破口.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:021

如图所示, MN、PQ为两根足够长的光滑金属导轨平行且水平放置, ab、cd两根金 属棒平行放置在导轨上, 导轨处在足够大的匀强磁场中, 磁感线方向竖直向上. 若给cd棒一个水平向右冲力, cd棒向右以速度v运动, 在后来的运动中关于ab棒 的运动状态和cd棒的运动状态, 正确的说法是

[  ]

A. ab棒将向左做加速运动

B. cd棒将向右做加速运动

C. ab棒向右做加速运动, 直到ab与cd速度相等为止    

D. cd棒做减速运动, 直到cd与ab速度相等为止

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,间距为L的两根平行金属导轨弯成“L ”形,竖直导轨面与水平导轨面 均足够长,整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中。质量均为m、阻值均为R的导 体棒ab、cd均垂直于导轨放置,两导体棒与导轨间动摩擦因数均为u;当导体棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平导轨向右匀速运动时,释放导体棒ab,它在竖直导轨上匀加速下滑。(导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金 属导轨的电阻不计;已知重力加速度为g)求:

(1)    导体棒cd向右匀速运动时,电路中的电流 大小;

(2)    导体棒ab匀加速下滑的加速度大小;

(3)    若在某时刻,将导体棒cd所受水平恒力撤 去,经过一段时间,导体棒cd静止,此过程流经导体棒cd的电荷量为q,则这一段时间内导体棒cd产生的焦耳热为多少。

 

 

 

 

 

 

 

 

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