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(17分)如图所示,3条平行导轨MN、CD、EF在同一平面内,MN与CD相距为d1=8.3cm,CD与EF相距为d2=20.0cm,导轨及导体杆电阻忽略不计,M、E间连接电阻R1=10Ω,N、D间连接电阻R­2=20Ω,导体杆ab横跨在3条导轨上,与3条导轨垂直且接触良好,杆的a端到EF的接触点b间的距离l=40.0cm。空间充满匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,方向如图示。

(1)若导体在匀强磁场中匀速向右运动,速度大小v=4.0m/s,求通过电阻R1、R2的电流大小。

(2)若导体杆以b为轴,在导轨所在平面内沿顺时针方向转动90°角(导轨MN和CD都足够长),求此过程中向上和向下通过电阻R1、R2的电荷量分别为多少。

解析

(1)(2分)

(2分)

(2)在穿过闭合电路的磁通量发生变化的过程中,磁感应电动势的平均值为

感应电流的平均值为(2分)

通过电路某截面的总电量(2分)

在a端转至与MN相交之前,功过电阻R1、R2的电流方向都向下,流过它们的电量分别是(2分)

在a端从与MN相交转至与CD相交的过程中,电阻R1、R2串联,通过电阻R1的电流方向仍向下,而通过R2电阻的电流方向向上。流过它们的电量相等,是

(2分)

对电阻R1来说,两阶段电流方向相同,均向下,所以

向上通过R1的电量为0(1分)

故:向上通过R1的电量为0,向下通过R1的电量为2.24×10-3C           

向上通过R2的电量为2.4×10-4C,向下通过R2的电量为5×10-4C

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?资阳三模)如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP,N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;
(2)ab穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;
(3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP, N' P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:

      (1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;

      (2)a6穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;

      (3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源:2012年四川省资阳市高考物理三模试卷(解析版) 题型:解答题

如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP,N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;
(2)ab穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;
(3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.

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