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如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d0,现使它由静止开始运动,在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度,
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.
(1) 。
(2)
 (1)导体棒ab切割磁感线产生的电动势E=BLv,产生的电流为,导体棒受到的安培力为F=BIl,导体棒出磁场时做匀速运动,受力平衡,即mgsin=F,联立解得。。
(2)由能量转化守恒得,
即。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨和水平放置,间接有阻值为的电阻,导轨相距,空间有竖直向下的匀强磁场.质量为,电阻为的导体棒垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于向右的水平力拉动导体棒从静止开始运动,拉力的功率恒定为,经过时间导体棒达到最大速度.求

(1)匀强磁场磁感应强度的大小.               
(2)这一过程中电阻上所产生的电热.         
(3)换用恒力拉动导体棒从静止开始运动,导体棒达到最大速度将为.求恒力的大小及当导体棒速度为时的加速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线,ac和bc的电阻可不计,ac长度为。磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里。现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动,滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为时,导线ac中的电流是多大?方向如何?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线变阻器,阻值为R,长度为L,两边分别有P1、P2两个滑动头,与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保持水平状态,金属细杆与托盘相连,金属细杆所受重力忽略不计。弹簧处于原长时P1刚好指向A端,若P1、P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源的电动势为E,电源的内阻忽略不计,信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不计.求:
(1)托盘上未放物体时,在托盘的自身重力作用下,P1距A端的距离x1;
(2)在托盘上放有质量为m的物体时,P1,距A端的距离x2;
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,从而使P1、P2间的电压为零.校准零点后,将被称物体放在托盘上,试推导出被称物体的质量m与P1、P2间电压U的函数关系式.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

图1是一台发电机定子中的磁场分布图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近似均匀的磁场,磁感强度B=0.050T
图2是该发电机转子的示意图(虚线表示定子的铁芯M)。矩形线框abcd可绕过ad、cb 边的中点并与图1中的铁芯M共轴的固定转轴oo′旋转,在旋转过程中,线框的ab、cd边始终处在图1所示的缝隙内的磁场中。已知ab边长 l1=25.0cm, ad边长 l2=10.0cm 线框共有N=8匝导线,放置的角速度。将发电机的输出端接入图中的装置K后,装置K能使交流电变成直流电,而不改变其电压的大小。直流电的另一个输出端与一可变电阻R相连,可变电阻的另一端P是直流电的正极,直流电的另一个输出端Q是它的负极。
图3是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图,其中A、B是两块纯铜片,插在CuSO4稀溶液中,铜片与引出导线相连,引出端分别为x、 y。
现把直流电的正、负极与两铜片的引线端相连,调节R,使CuSO4溶液中产生I=0.21A的电流。假设发电机的内阻可忽略不计,两铜片间的电阻r是恒定的。
(1)求每匝线圈中的感应电动势的大小。
(2)求可变电阻R与A、B间电阻r之和。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点的a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶角O处,求:
(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。
(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q。
(4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图4-4所示,位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导轨的一端与一电阻相连;具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直.现有一平行于导轨的恒力F拉杆ab,使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用E表示回路中的感应电动势,i表示回路中的感应电流,在i随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于(   )

图4-4
A.F的功率B.安培力的功率的绝对值
C.F与安培力的合力的功率D.iE

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在磁感应强度为B=0. 4 T的匀强磁场中放一个半径 50 cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒,一起以角速度rad/s逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接,若每根导体棒的有效电阻为=" 0." 8Ω,外接电阻R=3. 9Ω,如图所示,求:
(1)每半根导体棒产生的感应电动势.
(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,有磁感强度B=0.1T的匀强磁场,场中放置两根平行的光滑的金属裸导线MN和PQ,磁场方向垂直纸面向里,裸导线上有两根与之相垂直的金属滑杆,滑杆长=1m,导线上和导线间接有电阻和电键.已知,金属杆和裸导线的电阻可忽略不计.若滑杆以大小为v=v'=10m/s的速度沿导线向相反方向滑动,滑动过程中杆始终保持跟导线垂直:

①电键K断开时,滑杆中的电流是多少A?
②电键K闭合,滑杆中电流是多少A? a、b两点的电势差是多少V?

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