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如图a所示,光滑且足够长的平行金属导轨MNPQ固定在同一水平面上,两导轨距L=" 0.2m" ,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B= 0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图b所示 
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率。
(1)金属杆应水平向右做匀加速直线运动
(2)外力F的功率
(1)金属杆速度为v时,电压表的示数为
 ,由图象可知V/s,
故金属杆的加速度应恒定,即金属杆应水平向右做匀加速直线运动
(2)由(1)可得 
由第2秒末杆的速度,此时杆受到的安培力 
由牛顿第二定律得 则
故外力F的功率
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

在图中,MON是光滑的裸导线围成的线框,∠MON=60°,线框处在水平面内且置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,裸导线ab与线框良好接触,接触点ab与线框顶点O构成等边三角形,裸导线ab能在弹簧S的作用下沿线框匀速向左移动,运动到顶点O以后继续在光滑绝缘导轨上向左运动(绝缘导轨与光滑的裸导线围成的线框在同一水平面内,且光滑连接);已知弹簧的平衡位置在O点,导线的初始位置处在弹簧的弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,导线MON与ab单位长度的电阻均为r,裸导线ab的质量为m.

(1)求ab向左做匀速运动的速度v.
(2)从裸导线ab第一次运动到顶点O
开始计算,直到裸导线静止,电路中所
产生的焦耳热Q是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,长L="O." 80 m,电阻r="0." 30Ω,质量m="0." 10 kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上,导轨由两条平行金属杆组成,已知金属杆表面光滑且电阻不计,导轨间距也是L,金属棒与导轨接触良好,量程为0~3. 0 A的电流表串联接在一条导轨上,在导轨左端接有阻值R="0." 50Ω的电阻,量程为0~1. 0 V的电压表接在电阻R两端,垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面.现以向右恒定的外力F="1.6" N使金属棒向右运动,当金属棒以最大速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.
(1)试通过计算判断此满偏的电表是哪个表;
(2)求磁感应强度的大小;
(3)在金属棒CD达到最大速度后,撤去水平拉力F,求此后电阻R消耗的电能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一个正方形铝金属框边长abl=1m,每边电阻均为r=0.2Ω,铝金属框以v =10m/s的速度匀速穿过磁场区域,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:
(1)画出铝金属框穿过磁场区域的过程中,金属框内感应电流的I-t图象(取顺时针电流为正)以及cd两端点的电压 Ucd-t图象。
(2)求此过程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:单选题

A和B是两个大小相同的环形线圈,将两线圈平行共轴放置,如图3甲所示,当线圈在A中的电流i1随时间变化的图像如图乙所示时,若规定电流方向如图甲所示的方向为正方向,则线圈B中的电流i2随时间t变化的图像是图4中的:

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,矩形裸导线框abcd的长边长度为2L,短边的长度为L,在两短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合,左边的坐标x=0,线框内有一垂直于线框平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。一质量为m、电阻也为R的光滑导体棒MN与短边平行且与长边接触良好。开始时导体棒静止于x=0处,从t=0时刻起,导体棒MN在沿x轴正方向的一拉力作用下,从x=0处匀加速运动到x =2L处。则导休棒MNx=0处运动到x=2L处的过程中通过电阻R的电量为( )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两平行金属导轨固定在水平桌面上,导轨的端点PQ用一电阻丝相连,两导轨间距离L="0." 2 m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为,比例系数k="0." 02 T/s,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直。t=0时刻金属杆紧靠PQ端,在外力作用下,杆以加速度a=2从静止开始向导轨的另一端滑动,求出t="10" s时回路中的瞬时感应电动势的大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距="0." 4 m,两种磁场的宽度均为=ab="1.0" T。金属框的质量m="0." 1 kg,电阻R="2." 0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即,比例系数k="0." 08 kg/s。求:
(1)当磁场的运动速度为="5" m/s时,金属框的最大速度为多大?
(2)金属框达到最大速度以后,某时刻磁场停止运动,当金属框的加速度大小为a=4.0时,其速度多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图12-1-13所示,在绝缘圆筒上绕两个线圈P和Q,分别与电池E和电阻R构成闭合回路,然后将软铁棒迅速插入线圈P中,则在插入的过程中(   )
A.电阻R上有方向向左的电流
B.电阻R上没有电流
C.电阻R上有方向向右的电流
D.条件不足,无法确定

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