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水平固定的金属导轨间距L,电阻忽略不计,导轨左端接有电阻R,匀强磁场B垂直导轨平面向下,质量为m、电阻r、长度也为L的导体棒垂直放在导轨上与导轨保持良好接触,导体棒ab与导轨间的动摩擦因素为μ。在外力作用下,金属棒ab以速度向右匀速运动,求:

(1)导体棒ab中的感应电流的方向和大小;
(2)电阻R的电功率;
(3)外力F的大小。
解:(1)导体棒切割产生感应电动势大小
由闭合电路欧姆定律得,感应电流,解得
由右手定则可知,导体棒ab中感应电流的方向为从b到a.
(2)电阻R的功率,得
(3)导体棒受到的安培力为,
由平衡条件得 解得
本题考查的是导体棒在磁场中切割磁感线产生电流的知识。分析受力,根据安培力公式,电动势公式等进行计算。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ,有一垂直穿过导轨平面的匀强磁场,导轨上端M与P间拉一阻值R=0.40Ω的电阻,质量为0.01Kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴导轨自由下滑,其下滑距离与时间的关系如下表,导轨电阻不计。(g=10m/s2

时间t(s)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
下滑距离s(m)
0
0.1
0.3
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
(1).当t=0.7S时,重力对金属棒做功的功率
(2)金属棒在0.7S内,电阻R上产生的热量
(3)从开始运动到0.4S的时间内,通过金属棒的电荷量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

某闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图6所示,关于回路中产生的感应电动势,下列判断正确的是                                               (  )
A.图甲回路中,感应电动势不断增大
B.图乙回路中,感应电动势恒定不变
C.图丙回路中,0~t1时间内的感应电动势小于t1~t2时间内的感应电动势
D.图丁回路中,感应电动势先变小,再变大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用铝板制成U型框,将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中,使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动,悬挂拉力为FT,则(  )
A.悬线竖直,FT=mg
B.悬线竖直,FT>mg
C.悬线竖直,FT<mg
D.无法确定FT的大小和方向

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示:总电阻为2的矩形线圈abcd垂直放入匀强磁场中,t=0时让线圈绕ad边做角速度=5rad/s的圆周运动,当线圈转过30°时的感应电流为1A,下列说法正确的是 (    )
A.任意时刻线圈中的感应电动势为
B.感应电动势的有效值为V
C.线圈消耗的电功率为8W
D.任意时刻穿过线圈的磁通量的函数表达式为余弦图像

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d(d<L)的匀强磁场,在此过程中线框中有感应电流的时间是(   )
A.2d/vB.2L/v
C.(L-d)/vD.(L-2d)/v

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,50匝矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小为 B = T 的水平匀强磁场中,线框面积 S = 0.5m2,线框电阻不计。从图示位置开始计时,线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度 ω="200rad/s" 匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V 60W”灯泡,且灯泡正常发光。下列说法正确的是
A.图示位置穿过线框的磁通量为零
B.变压器原、副线圈匝数之比为
C.变压器原线圈中电流强度为0.12A
D.线框中电动势瞬时值表达式为e = 500cosωt V

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场,其宽度均为L.现将宽度也为L的矩形闭合线圈,从图示位置垂直于磁场方向匀速经过磁场区域,则在该过程中,能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是图乙中的(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两光滑平等长直导轨,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场与导轨所在平面垂直。已知金属棒MN能沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,金属棒与导轨电阻不计。金属棒在恒力F作用下从静止开始沿导轨向右运动,在以后过程中,能正确表示金属棒速度v、加速度a、感应电动势E以及通过电阻R的电量q随时间t变化错误的是

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