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水平放置的金属框架abcd,宽度为0.5m,匀强磁场与框架平面成30°角,如图所示,磁感应强度为0.5T,框架电阻不计,金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动,MN的质量0.05kg,电阻0.2Ω,试求当MN的水平速度为多大时,它对框架的压力恰为零,此时水平拉力应为多大?

试题分析:对金属棒进行受力分析,如下图

由图可知,   ①
安培力       ②
电流      ③
联立①②③解得
根据共点力平衡可得
点评:本题要注意受到的各个力的方向,根据共点力平衡和法拉第电磁感应定律、安培力可以求得,在求感应电动势是一定要注意磁场和导体棒运动方向的关系。
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)如图所示,固定在水平桌面上的光滑金属导轨MN、PQ,间距为L,其右端接有阻值为R的电阻和理想交流电压表,整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B.导体棒ef垂直于导轨放置,且与两导轨接触良好,导体棒接入电路的电阻为r,其它电阻不计,现让导体棒在ab、cd之间往复运动,其速度随时间的关系为(vm和T已知).

(1)写出导体棒产生的电动势的表达式,并求出电压表的示数;
(2)求一个周期T内R中产生的焦耳热Q;
(3)若ab与cd的距离为x,求导体棒从ab滑到cd过程中通过电阻R的电量q.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图所示,在水平面上有两条足够长的光滑平行导轨MNPQ,导轨间的距离为d,匀强磁场垂直于导轨所在的平面向下,磁场的磁感应强度的大小为B.两根金属杆1、2间隔一定距离摆放在导轨上,且与导轨垂直,它们的质量均为m,电阻均为R,两杆与导轨接触良好,导轨的电阻不计.现将杆1以初速度v滑向杆2,为了使两杆不相碰,则最初摆放两杆时的距离至少为
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图:在竖直面内有两条平行光滑的金属导轨上接有阻值为R的定值电阻,导轨宽为L。质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好。整个装置置于水平方向的匀强磁场中。不计导轨和杆的电阻。求: ①求金属杆下落的最大速度; ②金属杆由静止开始下落,经过时间t下落了h,求t时刻杆的速度。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

用均匀导线做成的正方形线圈边长为l,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以的变化率增强时,则(    )
A.线圈中感应电流方向为acbda
B.线圈中产生的电动势
C.线圈中a点电势高于b点电势
D.线圈中a、b两点间的电势差为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如下图(a)所示,一个由导体制成的矩形线圈,以恒定速度v运动,从无场区域进入匀强磁场区域,然后出来.若取逆时针方向为电流的正方向,那么在(b)图中所示的图像中,能正确反映出回路中感应电流随时间变化的是图(  )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角为,在其上放置一矩形金属线框的边长的边长,线框的质量,电阻,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近。重物质量,离地面的高度为。斜面上区域是有界匀强磁场,方向垂直于斜面向上,已知AB到的距离为的距离为到CD的距离为,取。现让线框从静止开始运动(开始时刻与AB边重合),发现线框匀速穿过匀强磁场区域,求:
(1)efgh区域内匀强磁场的磁感应强度B
(2)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q
(3)通过计算分析画出线框从开始运动到ab边与CD边重合过程中线框的图象

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在匀强磁场中有两根平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd,如图所示,两根导体棒匀速移动的速率分别为v1和v2,则下列情况可以使回路中产生感应电流的是(  )。
A.ab、cd均向右运动,且v1=v2
B.ab、cd均向右运动,且v1>v2
C.ab、cd均向左运动,且v1>v2
D.ab向右运动,cd向左运动,且v1=v2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,竖直平面内有足够长的金属导轨,轨距0.2m,金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,ab的电阻为0.4Ω,导轨电阻不计,导轨ab的质量为0.2g,垂直纸面向里的匀强磁场的磁应强度为0.2T,且磁场区域足够大,当ab导体自由下落0.4s时,突然接通电键K,则:

(1)试说出K接通后,ab导体的运动情况。
(2)ab导体匀速下落的速度是多少?(g取10m/s2

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