如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度
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如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度
题型:不详
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如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=0.5m,导轨右端连接一阻值为R=4Ω的小灯泡L.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,CF长为2m.在t=0时刻,电阻为r=1Ω的金属棒ab在水平恒力F=0.2N作用下,由静止开始沿导轨向右运动,t=4s时进入磁场,并恰好能够匀速运动。求:
(1)0-4s内通过小灯泡的电流强度;
(2)金属棒在磁场中匀速运动的速度;
(3)金属棒的质量。
答案
(1)0.1A (2)1m/s (3)0.8kg
解析
试题分析:(1)金属棒未进入磁场,电路总电阻
回路中感应电动势为:
灯泡中的电流强度为:
(2)因金属棒在磁场中匀速运动 ,则
又:
解得:v=1m/s
(3)金属棒未进入磁场的加速度为:
金属棒的质量:
点评:在金属棒到达磁场区域以前,磁场变化,闭合回路的电动势为感生电动势,金属棒进入磁场后,磁场不变,金属棒切割磁感线,电动势为动生电动势。
举一反三
如图所示,有一对与电阻R=0.5Ω相连的平行导轨M和N,它们在同一水平面上,现加一匀强磁场,磁感应强度B=1T,磁场方向竖直向下,两导轨间距离L=0.05m,一质量
导体杆a、b垂直放在导轨上,ab杆和导轨电阻均不计,ab与导轨间动摩擦因数
。今以F的水平恒定拉力拉ab,使它以恒定速度
向右运动,(g=10m/s
2
)
求:(1)在图中标出通过电阻R中的电流方向;
(2)流过电阻R的电流大小;
(3)水平的恒定拉力F的大小和方向。
题型:不详
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如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为
。一个电阻为
、单径为
、圆心角为45
0
的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的
轴匀速转动(
轴位于磁场边界),周期为
则线框内产生的感应电流的图象为(规定电流顺时针方向为正)
题型:不详
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如图所示,将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每条边长均为
,它在磁感应强度为
、方向垂直纸面向外的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的
轴匀速转动,角速度为
,导线在
两处通过电刷与外电路连接。设外电路电阻为
,其余电阻忽略不计,则整个回路的功率为
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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(6分)如图所示,光滑水平导轨向有方向竖直向下的匀强磁场,质量为1kg的导体棒
放在导轨上,在电动机牵引下运动。当导体棒运动了一段时间后,获得稳定的速度为2m/s。牵引导体棒的过程中,电动机两端的理想电压表和理想电流表的读数分别为7V和1A,电动机内阻
为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,则电动机的输出功率为
W;导体棒从开始运动至速度达到稳定的过程中产生的热量为10J,求此过程中电动机对外做功的时间为
s 。
题型:不详
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如图所示,水平放置的平行金属导轨间距为l,左端与一电阻R相连.导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.金属杆ab垂直于两导轨放置,电阻为r,与导轨间无摩擦.现对杆ab施加向右的拉力,使杆ab向右以速度v匀速运动,则( )
A.金属杆中的电流由a到b
B.金属杆a端的电势高于b端的电势
C.拉力F=
D.R上消耗的功率P=(
)
2
R
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