如图所示,在B=0.2T的匀强磁场中,用恒力F作用在电阻为0.5Ω的金属杆ab上,杆以速度v=5m/s匀速向右平移,R=1.5Ω,导轨间距L=0.2m且光滑并电

如图所示,在B=0.2T的匀强磁场中,用恒力F作用在电阻为0.5Ω的金属杆ab上,杆以速度v=5m/s匀速向右平移,R=1.5Ω,导轨间距L=0.2m且光滑并电

题型:不详难度:来源:
如图所示,在B=0.2T的匀强磁场中,用恒力F作用在电阻为0.5Ω的金属杆ab上,杆以速度v=5m/s匀速向右平移,R=1.5Ω,导轨间距L=0.2m且光滑并电阻不计,求
(1)此时ab中感应电动势的大小等于多少伏?
(2)通过ab杆的电流大小和方向?
(3)恒力F的大小?
答案
(1)根据法拉第电磁感应定律,ab棒中感应电动势大小为
E=BLυ=0.2×0.2×5V=0.2V
(2)根据闭合电路欧姆定律,感应电流大小为 I=
E
R+r
=
0.2
1.5+0.5
A=0.1A
由右手定则可知,ab杆的电流的方向为b→a.
(3)由于ab棒向右匀速运动,恒力F应与ab棒所受的安培力F等值反向.即
F=F=BIL=0.2×0.1×0.2N=0.004N
答:(1)此时ab中感应电动势的大小等于0.2V.(2)通过ab杆的电流大小为0.1A,电流方向b→a.(3)恒力F的大小为0.004N.
举一反三
如图,MN、PQ为两根间距L不等的金属导线,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,导轨的一端接阻值为10Ω的电阻R1和电流表,另一端接阻值为5Ω的电阻R2.质量为m1=0.1kg的金属棒放在导轨ab处,以初速V0=8m/s滑到导轨的a′b′处,历时t=0.08s.导轨在ab处的间距L1=0.5m,在a′b′处的间距L2=1.0m.若金属棒滑动时始终与导轨接触良好,直流电流表的示数保持不变,不计棒与导轨的摩擦及其它电阻的影响.试求:
(1)金属棒在导轨a′b′处时的速度;
(2)电流表的示数;
(3)匀强磁场的磁感强度.
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如图,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L=30cm,处在竖直向下、磁感应强度大小为B=10T的匀强磁场中.一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左以v=8m/s做匀速直线运动.现有一质量为m=0.64Kg、每边电阻为r=10Ω、边长为s=20cm的正方形金属框abcd用一个插销拴着,固定置于竖直平面内,两顶点a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小也为B=10T的匀强磁场垂直金属框向里,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力,g=10m/s2求:
(1)通过ab边的电流Iab
(2)导体杆ef所受外力F的大小;
(3)通过计算说明,拔掉插销后,金属框abcd处于什么运动状态?
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如图,固定于水平地面上接有阻值为R=0.50Ω的电阻的光滑金属框架上放置一金属棒ab,金属框架宽度为L=1.0m,垂直于质量为m=1.0kg的金属棒ab施加一水平恒力F=1.0N,使棒从静止开始运动,当速度达到最大值时,电阻R上产生的焦耳热为Q=0.50J,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1.0T,金属棒的电阻为r=0.50Ω,不计其它电阻,求:
(1)金属棒的最大速度v;
(2)达到最大速度时金属棒在框架上运动的位移S;
(3)金属棒从静止开始运动到最大速度所需要的时间t.
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如图所示装置中,当cd杆运动时,ab杆中的电流方向由a向b,则cd杆的运动可能是(  )
A.向右加速运动B.向右减速运动
C.向左匀速运动D.向左减速运动

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如图所示,电阻r=0.1Ω的导体棒ab沿光滑的导线框向右做匀速运动,线框左端接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框所在平面,导体棒ab的长度L=0.4m,运动速度v=5.0m/s.线框的电阻不计.
(1)电源的电动势(即产生的感应电动势)为多少?电路abcd中的电流为多少?
(2)求导体ab所受的安培力的大小,并判断其方向.
(3)外力做功的功率是多少?
(4)电源的功率为多少?电源内部消耗的功率是多少?外部电阻R消耗的功率是多少?
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