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如图12-14所示,不计电阻的U形导轨水平放置,导轨宽,左端连接阻值为0.4W的电阻R,在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1W的导体棒MN,并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4g的重物,图中,开始重物与水平地面接触并处于静止,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感强度,并且的规律在增大,不计摩擦阻力,求至少经过多长时间才能将重物吊起?(
t=1s
根据题意可知:开始导体棒没有运动时U形导轨和导体棒所构成的闭合回路的面积保持不变,而磁感应强度B在增大,由法拉第电磁感应定律得
而磁场的磁感应强度的变化规律
要把重物吊起来,则绳子的拉力必须大于或等于重力.
设经过时间t重物被吊起,此时磁感应强度为
所以安培力为
根据平衡条件得:    解得:t=1s
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在倾角为300的绝缘斜面上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上,金属棒ab和cd的质量分别为m1=0.1kg,m2=0.2kg,电阻分别为r1=0.8W,r2=1.2W,导轨电阻不计.当用沿斜面向上的恒力F拉动金属棒ab匀速向上运动时.金属棒cd恰在斜面上保持静止。(g取10m/s2) 求:
(1)金属棒ab两端的电势差为多大?
(2)F力的功率?
(3)2秒内电路里产生的焦耳热?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(20分)如图甲所示,一边长为L,质量为m,电阻为R的金属丝方框竖直放置在磁场中,磁场方向垂直方框平面,磁感应强度的大小随y的变化规律为k为恒定常数,同一水平面上磁感应强度相同.现将方框以初速度v0O点水平抛出,重力加速度为g,不计阻力.
(1)通过计算确定方框最终运动的状态;
 
(2)若方框下落过程中产生的电动势E与下落高度y的关系如图乙所示,求方框下落H高度时产生的内能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻,但表面粗糙,导轨左端连接一个电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上,并与导轨垂直,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中①恒力F做的功等于电路产生的电能;②恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能;③克服安培力做的功等于电路中产生的电能;④恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和以上结论正确的有    (    )
A.①②   B.②③    C.③④    D.②④

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,宽度L="2.5" m光滑金属导轨OMON固定在桌面上,O点位于磁场的左边界,且OMON与磁场左边界均成角.金属棒ab放在导轨上,且与磁场的右边界重合。t=0时,ab在水平向左的外力F作用下匀速通过磁场。测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示。已知OMON接触点的电阻为R,其余电阻不计。
(1)利用图象求出这个过程中通过ab棒截面的电荷量及电阻R
(2)写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)已知在ab通过磁场的过程中,力F做的功为W焦,电阻R中产生的焦耳热与一恒定电流在相同时间内通过该电阻产生的热量相等,求的值。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图12-4-14所示,质量为m、边长为a的正方形金属线框自某一高度由静止下落,依次经过两磁场区域.已知,且磁场的高度为a.线框在进入的过程中做匀速运动,速度大小为,在中加速一段时间后又匀速进入和穿出时速度恒为,求:

(1)之比
(2)在整个下落过程中线框中产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd各边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边电阻可忽略的铜线,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.现有一段与ab完全相同的电阻丝PQ架在导线框上(如图12-3-14所示),以恒定速度从ad滑向bc,当PQ滑到距离ad多少时,通过PQ段电阻丝的电流最小?最小电流为多少?方向如何?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图2所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面夹角,导轨上端跨接一定值电阻,导轨电阻不计,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为、电阻为,重力加速度为,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为时,速度达到最大值,求:

(1)金属棒开始运动时的加速度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为的过程中,电阻上产生的电热?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金属导轨平行放置,导轨间距为L=1m,导轨底端接有阻值为0.5W的电阻R,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度B=1T。现有一质量为m=0.2 kg、电阻为0.5W的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M=0.5 kg的物体相连,细绳与导轨平面平行。将金属棒与M由静止释放,棒沿导轨运动了2 m后开始做匀速运动。运动过程中,棒与导轨始终保持垂直接触。(取重力加速度g=10m/s2)求:

(1)金属棒匀速运动时的速度;
(2)棒从释放到开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的焦耳热;
(3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变,取不同质量M的物块拉动金属棒,测出金属棒相应的做匀速运动的v值,得到实验图像如图所示,请根据图中的数据计算出此时的B1
改变磁感应强度的大小为B2,B2=2B1,其他条件不变,请在坐标图上画出相应的v—M图线,并请说明图线与M轴的交点的物理意义。

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