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(2011·东营模拟) (10分)如图所示,宽度为L="0.20" m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻.在cd右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B="0.50" T.一根质量为m="10" g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好.现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将钩码从图示位置由静止释放.当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h="0.3" m.已知导体棒ab进入磁场时恰做v="10" m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g="10" m/s2.求:

(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小.
(2)挂在细线上的钩码的质量.
(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量.
(1) 1A(2) ="0.01" kg(3) 0.477 J
(1)感应电动势为E="BLv=1.0" V       (1分)
感应电流I=A=1A                  (1分)
(2)导体棒匀速运动,安培力与拉力平衡,则有
BIL=Mg                                       (1分)
所以Mkg="0.01" kg             (2分)
(3)导体棒移动0.3 m所用的时间为t=="0.03" s     (1分)
根据焦耳定律,Q1="I2(R+r)t=0.03" J(或Q1="Mgh=0.03" J)(1分)
根据能量守恒,Q2= mv2="0.5" J                    (1分)
电阻R上产生的热量Q="(Q1+Q2)" ="0.477" J           (2分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是(  )
A.当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水平绝缘平台上,回路NMEF置于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度B=1T,试求:

(1)EF杆不动,MN杆以0.1m/s的速度向上运动时,杆MN两端哪端的电势高?MN两端电势差为多大?
(2)当MN杆和EF杆的质量均为m=10-2kg。MN杆须有多大的速度向上运动时,EF杆将开始向上运动?此时拉力的功率为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平导轨的电阻忽略不计,金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd,且Rab>Rcd,处于匀强磁场中。金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态,下面说法正确的是
A.Uab>UcdB.Uab=Ucd
C.Uab<UcdD.无法判断

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置匀速拉出匀强磁场.若第一次用时间t拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电量为q1;第二次用2t时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电量为q2,则W1     W2,q1     q2。(填>、<、=)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示的电路中,R=1Ω,B=0.2T,金属杆ab长1.0m、单位长度的电阻为2Ω,用一力F拉着杆以v=10m/s的速度做匀速运动。导轨光滑,两导轨间的距离为0.5m,其它阻力不计,在拉动过程中导线ab所受的安培力为__________N,金属杆ab两端间的电势差为_____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,MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场.现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场垂直,且bc边与磁场边界MN重合.当t= 0时,对线框施加一水平拉力F,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t = t0时,线框的ad边与磁场边界MN重合.图乙为拉力F随时间变化的图线,不计摩擦阻力.由以上条件可知,磁场的磁感应强度B的大小和感应电流方向分别为
A.电流方向abcdaB.电流方向adcba
C.电流方向abcdaD.电流方向abcda

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。绝缘轻绳一端固定,另一端系于导体棒a的中点,轻绳保持竖直。将导体棒b由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放。匀强磁场的宽度一定,方向与导轨平面垂直,两导体棒电阻均为R且与导轨始终保持良好接触。下列说法正确的是
A.b进入磁场后,a中的电流方向向左
B.b进入磁场后,轻绳对a的拉力增大
C.b进入磁场后,重力做功的瞬时功率可能增大
D.b由静止释放到穿出磁场的过程中,a中产生的焦耳热等于b减少的机械能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L1电阻不计。在
导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求:
(1)磁感应强度的大小:
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

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