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竖直放置的U形导轨宽为L=1.5m,上端串有电阻R=15Ω。磁感应强度为B=2T的匀强磁场方向垂直纸面向外。金属棒ab质量m=0.1kg,电阻r=3Ω,与导轨接触良好,导轨电阻不计,不计摩擦,从静止释放后保持水平而下滑,g="10" m/s2

(1)求其下滑的最大速度vm
(2)求达到最大速度时金属棒两端的电势差Uab
(1)2m/s(2)5V

试题分析:(1)达到最大速度Vm时电流为
   ①         (2分)
安培力为   ②         (2分)
由①②得:       (1分)
(2)达到最大速度时电动势为     (2分)
则ab间电势差为          (3分)
点评:难度较小,当安培力与重力平衡时速度最大,注意公式中的电阻为总电阻
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

将一面积为s=0.04m2,匝数N=100的线圈放在匀强磁场中,已知磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化规律如图所示,线圈总电阻为2Ω则 (   )
A.在0—2s内与2s—4s内线圈内的电流方向相反
B.在0—4s内线圈内的感应电动势为0.008v
C.第2s末,线圈的感应电动势为零
D.在0—4s内线圈内的感应电流为0.8A

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度,cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?
(2)金属棒达到的稳定速度是多大?
(3)当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?
(4)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,则磁感应强度B应怎样随时间t变化(写出B与t的关系   
式)?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,M、N为纸面内两平行光滑导轨,间距为L。轻质金属杆a、b可在导轨上左右无摩擦滑动,杆与导轨接触良好,导轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板器件,两板间距为d,上下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R,其余电阻不计,带电粒子的重力不计,为使粒子沿原入射方向从板间右端射出,则轻杆应沿什么方向运动?速度多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直于纸面向里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置,形成距离为l的正方形。保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程:①以速率v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率2v移动d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为q1、q2、q3、q4,产生的热量分别是Q1、Q2、Q3和Q4,则(    )
A.q1=q2=q3=q4B.q1=q2=2q3=2q4
C.Q1=2Q2=Q3=Q4D.4Q1=2Q2=Q3=2Q4

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,有一对与电阻R=0.5Ω相连的平行导轨M和N,它们在同一水平面上,现加一匀强磁场,磁感应强度B=1T,磁场方向竖直向下,两导轨间距离L=0.05m,一质量导体杆a、b垂直放在导轨上,ab杆和导轨电阻均不计,ab与导轨间动摩擦因数。今以F的水平恒定拉力拉ab,使它以恒定速度向右运动,(g=10m/s2

求:(1)在图中标出通过电阻R中的电流方向;
(2)流过电阻R的电流大小;
(3)水平的恒定拉力F的大小和方向。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,磁场的方向竖直向下。MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0s时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示。求:

(1)线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第1s内运动的距离x;
(2)线圈ab边的长度L2
(3)ad边刚要进入磁场时,拉力的功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

水平放置的两根间距d=0.1m的平行光滑直导轨,左端接有电阻R=9Ω,以及电键S和电压表.大小为B=5T的匀强磁场垂直导轨平面向下,如图所示。垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab,棒与导轨良好接触.现使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动,试求:

(1)电键S闭合前、后电压表的示数;
(2)闭合电键S,外力移动棒的机械功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的直角梯形线圈,ab与dc间的距离也为l。t=0时刻,ab边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→d→c→b→a的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是  (      )

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