如图甲所示,在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨,导轨左端接有的R=0.5Ω的电阻,垂直于导轨平面有一磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示
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如图甲所示,在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨,导轨左端接有的R=0.5Ω的电阻,垂直于导轨平面有一磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示
题型:潮州二模
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如图甲所示,在水平面上固定有宽为L=1.0m足够长的金属平行导轨,导轨左端接有的R=0.5Ω的电阻,垂直于导轨平面有一磁场,且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,在距导轨左端d=5m处有一阻值r=0.5Ω光滑导体棒,放置在导轨上,第1S内导体棒在一变力作用下始终处于静止状态,不计导体棒与导轨之间的接触电阻.求
(1)第1s内的感应电动势大小;
(2)第1s末拉力的大小及方向;
(3)若1s后拉力保持与第1s末相同,求导体棒的最终速度.
答案
(1)第1s内由电磁感应定律可得:
电动势为
E=
△Φ
△t
=Ld
△B
△t
=2V
.
(2)由闭合电路欧姆定律知
I=
E
R+r
=2A
F
安
=BIL=0.8N
由平衡条件知F=F
安
=0.8N
由楞次定律可得,感应电流的方向为逆时针方向,根据左手定则,导体棒安培力的方向水平向左,则拉力方向水平向右.
(3)1s后导体棒做变加速直线运动,当受力平衡速度达最大
则由电磁感应定律E′=BLv
由闭合电路欧姆定律知I′=
E′
R+r
.
由平衡条件知F′=F
安
′=I′LB
联立解得
v=
F′(R+r)
B
2
L
2
代入数据得V=5m/s.
答:(1)第1s内的感应电动势大小为2V.
(2)第1s末拉力的大小为0.8N,方向水平向右.
(3)导体棒的最终速度为5m/s.
举一反三
有两根相同的绳子,一根系在横杆上用来练习爬绳,一根水平绷紧用来晒衣服.质量相同的甲、乙两人,甲拉住竖直绳悬在空中静止;乙向下拉住水平绳的中点把绳子拉断,则( )
A.绳子对甲的拉力大于甲的重力
B.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C.乙拉断绳子前瞬间,绳中的拉力一定小于乙的重力
D.乙拉断绳子前瞬间,绳两部分间的夹角一定大于120°
题型:威海模拟
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两平行金属板间有一匀强电场,场强大小为E,方向沿竖直方向向下.现有一半径为r,密度为ρ的带电液滴,在电场中处于平衡状态,则液滴的电性是______电,其电量为______.
题型:不详
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如图,两个可看作点电荷的小球带同种电,电荷量分别为q
1
和q
2
,质量分别为m
1
和m
2
,当两球处于同一水平面时,α>β,则造成α>β的可能原因是( )
A.m
1
>m
2
B.m
1
<m
2
C.q
1
>q
2
D.q
1
<q
2
题型:不详
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如图所示,竖直放置的圆环上,用两根等长的轻细线AO、BO悬挂一质量为m的小球,开始时,线BO水平,线AO与水平方向成60°角,小球刚好在圆环的圆心O.细线的A、B两端固定在圆环上.现将圆环绕垂直环面过圆心的轴沿逆时针方向缓慢转动,直至AO水平,则在圆环转动过程中线AO的拉力( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
题型:不详
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如图所示,A为矩形匀质薄板,B为半圆形钢条,C、D均为直角形支架,把这些物体分别用细绳竖直悬挂,静止时所处的位置符合实际的是( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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