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如图,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法正确的是( )

A.拉力的大小在运动过程中保持不变
B.棒通过整个圆环所用的时间为
C.棒经过环心时流过棒的电流为
D.棒经过环心时所受安培力的大小为
【答案】分析:根据几何关系求出此时导体棒的有效切割长度,注意外电路为弧acb和弧adb的电阻并联,求出总电阻,进一步求出电流值,即可算出安培力的大小.最后根据运动学公式可求出运动的时间.
解答:解:A棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,则速度为v=at,因此F=BIL=,可知在运动过程中棒所受安培力变化,则拉力大小也变化,故A错误;
B、根据位移公式,可得时间为,故B错误;
C、当棒运动到环中心时,速度大小为,产生感应电动势,所以产生感应电流大小为,故C错误;
D、棒经过环心时所受安培力的大小为F=BIL=,故D正确;
故选:D
点评:电磁感应与电路的结合问题,关键是弄清电源和外电路的构造,然后根据电学知识进一步求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法正确的是(  )
A、拉力的大小在运动过程中保持不变
B、棒通过整个圆环所用的时间为
2R/a
C、棒经过环心时流过棒的电流为B
2aR
/πr
D、棒经过环心时所受安培力的大小为8B2R
2aR
/πr

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?上海模拟)如图,水平桌面上固定的矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好.开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处以加速度a匀加速运动到x=2L处.则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为
4BL2
3R
4BL2
3R
,拉力F关于x(x<2L)的表达式为F=
ma+
2B2L2
3R
2ax
ma+
2B2L2
3R
2ax
.

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年上海市高三六校联考物理试卷 题型:填空题

如图,水平桌面上固定的矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好。开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处以加速度a匀加速运动到x=2L处。则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为           ,拉力F关于x(x﹤2L)的表达式为F=             。

 

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科目:高中物理 来源:海南 题型:单选题

如图,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法正确的是(  )
A.拉力的大小在运动过程中保持不变
B.棒通过整个圆环所用的时间为
2R/a
C.棒经过环心时流过棒的电流为B
2aR
/πr
D.棒经过环心时所受安培力的大小为8B2R
2aR
/πr
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科目:高中物理 来源:2011年上海市六校联考高考物理模拟试卷(复兴中学)(解析版) 题型:填空题

如图,水平桌面上固定的矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好.开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处以加速度a匀加速运动到x=2L处.则导体棒MN从x=0处运动到x=2L处的过程中通过导体棒的电量为    ,拉力F关于x(x<2L)的表达式为F=    .

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