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精英家教网如图所示,U形导线框MNQP水平放置在 磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为L=0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.1kg,电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.0Ω,电压表为理想电表,其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦.求:
(1)通过导体棒ab的电流大小和方向;
(2)电压表的示数;
(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒的运动的过程中,回路中产生的热量.
分析:(1)导体棒ab切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判断ab中产生的感应电流方向,再由右手定则分析通过电阻R的电流方向.
(2)电压表测量电阻R两端的电压.由E=BLv求出导体棒产生的感应电动势,根据串联电路电压的分配求解电阻R两端的电压.
(3)根据能量守恒,求解回路中产生的热量.
解答:解:(1)感应电动势:
E=BLv=0.2×0.5×2.0V=0.2V                               
感应电流为:
I=
E
R+r
=
0.2
5
A=0.04A

由右手定则判断通过导体棒的电流方向为b到a            
(2)电压表的示数为:
U=IR=0.04×4.0V=0.16V                         
(3)撤去水平拉力后,导体棒作减速运动,最终停止运动.则根据能量守恒得:
Q=
1
2
mv2
=
1
2
×0.1×2.02J=0.2J                     
故回路中产生的热量为0.2J.
答:(1)通过导体棒ab的电流大小为0.04A,方向为b到a;
(2)电压表的示数为0.16V;
(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒的运动的过程中,回路中产生的热量为0.2J.
点评:本题是电磁感应与电路知识的综合,常规题.对于电磁感应中复杂的电路问题常常要画等效电路研究.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2004?江苏)如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.OΩ,电压表为理想电表,其余电阻不计.若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦.
(1)通过电阻R的电流方向如何?
(2)电压表的示数为多少?
(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动1.0m的过程中,通过导体棒的电荷量为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,U形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L1、L2,回路的总电阻为R.从t=0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt,(k>0)那么在t=
 
时,金属棒开始移动.

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科目:高中物理 来源: 题型:

    (04年江苏理综) (9分)如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.0g,电压表为理想电表,其余电阻不计。若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦。

(1)通过电阻及的电流方向如何? 

(2)电压表的示数为多少?

(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动1.0m的过程中,通过导体棒的电荷量为多少?

  

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    (04年江苏理综) (9分)如图所示,U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,导线MN和PQ足够长,间距为0.5m,横跨在导线框上的导体棒ab的电阻r=1.0Ω,接在NQ间的电阻R=4.0g,电压表为理想电表,其余电阻不计。若导体棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做匀速直线运动,不计导体棒与导线框间的摩擦。

(1)通过电阻及的电流方向如何? 

(2)电压表的示数为多少?

(3)若某一时刻撤去水平外力,则从该时刻起,在导体棒运动1.0m的过程中,通过导体棒的电荷量为多少?

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