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题目
题型:不详难度:来源:
如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下,由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,导体棒的电阻r=0.1Ω,轨道电阻不计.求:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小F
(2)导体棒能达到的最大速度大小vm
答案
(1)由法拉第电磁感应定律有:E=BLv①
由闭合电路欧姆定律有:I=
E
R+r

由安培力公式有:F=ILB③
联立①②③并代入数据解得:F=0.4N
(2)设导体棒达到最大速度vm时,产生的电动势为E1,通过导体棒电流为I1
根据受力平衡有:I1LB=F④
由法拉第电磁感应定律有:E1=BLvm
由闭合电路欧姆定律有:I1=
E1
R+r

联立④⑤⑥并代入数据解得:Vm=12.5m/s
答:(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小0.4N.(2)导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s.
核心考点
试题【如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,竖直平面内有一金属环,半径为a,总电阻为R(指拉直时两端的电阻),磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为
R
2
的导体棒AB,AB由水平位置紧贴环面摆下,当摆到竖直位置时,B点的线速度为v,则这时AB两端的电压大小为______.
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如图所示,MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨,N、Q接理想变压器,理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C,导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场,则下列说法中正确的是(IR、Ic均为有效值)(  )
A.若ab棒匀速运动,则IR≠0,Ic=0
B.若ab棒匀速运动,则IR=0,Ic=0
C.若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动,则IR≠0,Ic≠0
D.若ab棒做匀加速运动,则IR≠0,Ic=0

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如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,且都与导轨始终有良好接触.已知两金属棒质量均为m=0.02kg,电阻相等且不可忽略.整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而金属棒cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2,求:
(1)通过金属棒cd的电流大小、方向;
(2)金属棒ab受到的力F大小;
(3)若金属棒cd的发热功率为0.1W,金属棒ab的速度.
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如图所示,虚线框abcd内为一正方形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面.实线框a′b′c′d′是一个矩形导体线框,a′b′边与ab边平行,且a′b′=2b′c′.若将导线框沿垂直于ab的方向匀速地拉离磁场区域,外力做的功为W1;若将导线框沿垂直于ad的方向以相同的速率匀速地拉离磁场区域,外力做的功为W2.则(  )
A.W1=W2B.W1=2W2C.2W1=W2D.4W1=W2

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如图所示,两根光滑的金属导轨MN、M′N′平行固定于同一水平面内,导轨间距为l=0.50m,电阻不计.M、M′间接有阻值R=1.6Ω的电阻.金属棒ab垂直于导轨放置.导轨处于磁感应强度B=0.20T、方向竖直向下的匀强磁场中.金属棒ab在外力作用下向右匀速运动,速度v=10m/s,运动过程中金属棒ab与导轨保持良好接触.已知金属棒ab接入电路部分的阻值r=0.40Ω.求:
(1)金属棒ab中电流I的大小和方向;
(2)1min内电阻R上产生的热量Q.
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