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如图所示,abcd是由粗裸铜导线连接两个定值电阻组成的闭合矩形导体框,水平放置,金属棒ef与ab及cd边垂直,并接触良好,空间存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下,已知电阻R1=2R,R3=3R,其它部分的电阻都可忽略不计,ab及cd边相距为L.给ef棒施加一个跟棒垂直的恒力F,求:
(1)ef棒做匀速运动时的速度多大?
(2)当ef棒做匀速运动时,电阻R1消耗的电功率多大?
(1)ef切割磁感线产生感应电动势相当于电源,画出等效电路图.
外电路总电阻为:R=
2R?3R
2R+3R
=1.2R
通过ef的电流为:I=
E
R
=
BLv
R

ef所受的安培力为:F=BIL=B
BLv
R
?L
=
B2L2v
1.2R

ef匀速运动,恒力F与安培力二力平衡,则有:
F=F
联立上两式得:v=
1.2FR
B2L2

(2)P1=I
21
?R1=(
BLv
R
?
3R
2R+3R
2?2R=(
BLv
1.2R
?
3
5
)2?2R
=
B2L2v2
2R

答:(1)ef棒做匀速运动时的速度为
1.2FR
B2L2

(2)当ef棒做匀速运动时,电阻R1消耗的电功率为
B2L2v2
2R

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,导体框内有一垂直于框架平而的匀强磁场,磁场的磁感应强度为0.12T,框架中的电阻R1=3Ω,R2=2Ω,其余部分电阻均不计.导体棒AB在磁场中的长度为0.5m,当AB棒以10m/s速度沿着导体框匀速移动时,所需外力F=______N,产生功率P=______W,通过R2上的电流I2=______A.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图各情况中,电阻R=0.lΩ,运动导线的长度都为l=0.05m,作匀速运动的速度都为v=10m/s.除电阻R外,其余各部分电阻均不计.匀强磁场的磁感强度B=0.3T.试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后,歼-15飞机顺利完成了起降飞行训练,图为一架歼-15飞机刚着舰时的情景.已知该飞机机身长为l,机翼两端点C、D的距离为d,某次在我国近海海域训练中飞机降落时的速度沿水平方向,大小为v,该空间地磁场磁感应强度的水平分量为Bx,竖直分量为By.C、D两点间的电势差为U,下列分析正确的是(  )
A.U=Bxlv,C点电势低于D点电势
B.U=Bxdv,C点电势高于D点电势
C.U=Bylv,C点电势低于D点电势
D.U=Bydv,C点电势高于D点电势

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示有理想边界的两个匀强磁场,磁感应强度均为B=0.5T,两边界间距s=0.1m,一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成,总电阻为R=0.4Ω,现使线框以v=2m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ,则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在统一水平面内,导轨间距L=0.5m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻.一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移x=16m时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后闭合回路中产生的焦耳热之比Q1:Q2=3:1.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.
求:(1)棒在匀加速过程中,通过电阻R的电荷量q
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2
(3)外力做的功WF

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,小灯泡的规格为“4V 4W”,接在两光滑水平导轨的左端,导轨间距L=0.5m,电阻不计.金属棒ab垂直搁置在导轨上,电阻r为1Ω,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度B为1T.为使小灯泡正常发光,求:
(1)金属棒ab匀速滑行的速率;
(2)拉动金属棒ab的外力的功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α,设导轨足够长.导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度B=0.80T,与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V,内阻r=0.4Ω,水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω,两端始终与导轨接触良好,且能沿导轨无摩擦滑动,与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω,电路中其它电阻不计.当单刀双掷开关S与1接通时,导体棒刚好保持静止状态,求:
(1)磁场的方向;
(2)S与1接通时,导体棒的发热功率;
(3)当开关S与2接通后,导体棒ab在运动过程中,单位时间(1s)内扫过的最大面积.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°,导轨的电阻不计,导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻,导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置,导体棒上方距离L以上的范围存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直的匀强磁场.现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力,使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动,当ab进入磁场后,发现ab开始匀速运动,求:
(1)导体棒的质量;
(2)若进入磁场瞬间,拉力减小为原来的一半,求导体棒能继续向上运动的最大位移.

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同步练习册答案
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