如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m。质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线
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如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m。质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线
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如图所示,MN与PQ是两条水平放置彼此平行的光滑金属导轨,导轨间距为l=0.5m。质量m=1kg,电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上,匀强磁场的磁感线垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B=2T,导轨左端接阻值R=2Ω的电阻,导轨电阻不计。ab杆受水平恒力F的作用后由静止开始向右做变加速运动,后做匀速运动。匀速时ab杆的速度为v=2m/s,重力加速度g=10m/s
2
。求:
(1)匀速时ab杆受到的水平恒力F的大小;
(2)速度等于1m/s时金属杆的加速度大小。
答案
(1)0.8N;(2)0.4m/ s
2
解析
试题分析: (1)导线切割磁感线时产生的感应电动势E=Blv
由闭合电路欧姆定律
由安培力公式F
A
=BIL=
因ab杆匀速时
所以受到的水平恒力F=F
A
=0.8N
(2)由牛顿第二定律 F-
=ma (5分)
得:a="0.4m/" s
2
举一反三
如图是顺德区首届中学生创意物理实验设计展评活动中某学生设计并获得一等奖的作品《小熊荡秋千》。两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上,C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q (Q上粘有一张小熊的图片),并组成一闭合回路,两个磁性很强的条形磁铁如图放置,当用手左右摆动线圈P时,线圈Q也会跟着摆动,仿佛小熊在荡秋千。关于此作品,以下说法正确的是
A.P向右摆动的过程中,P中的电流方向为顺时针方向(从右向左看)
B.P向右摆动的过程中,Q也会向右摆动
C.P向右摆动的过程中,Q会向左摆动
D.若用手左右摆动Q,P会始终保持静止
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很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A.均匀增大
B.先增大,后减小
C.逐渐增大,趋于不变
D.先增大,再减小,最后不变
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关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半
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如图,在磁感应强度为B的匀强磁场中,面积为S的矩形刚性导线框abcd可绕过ad边的固定轴OO′转动,磁场方向与线框平面垂直。在线框中通以电流强度为I的稳恒电流,并使线框与竖直平面成
角,此时bc边受到相对OO′轴的安培力力矩大小为
A.ISB
B.ISB
C.
D.
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如图甲所示,绝缘板静止在粗糙水平地面上,质量为1kg、边长为1m、电阻为0.lΩ的正方形金属框ABCD位于绝缘板上,E、F分别为BC、AD的中点。某时刻起在ABEF区域内有竖直向下的磁场,其磁感应强度B
1
的大小随时间变化的规律如图乙所示,AB边恰在磁场边缘以外;FECD区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B
2
=0.5 T,CD边恰在磁场边缘以内。设金属框受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,两磁场均有理想边界,取g=10m/s
2
。则( )
A.金属框中产生的感应电动势大小为1V
B.金属框受到向右的安培力大小为5N
C.金属框中的感应电流方向沿ADCB方向
D.如果金属框与绝缘板间的动摩擦因数为0.3,则金属框可以在绝缘板上保持静止
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