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如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为0.9kg的金属棒垂直导轨方向放置.导轨间距为0.5m.当金属棒中的电流为5A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度,g取10m/s2.求:
(1)磁场的磁感应强度B.
(2)导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ.
金属棒匀速运动时,安培力与摩擦力,则有:f=BI1L
棒加速运动时,由牛顿第二定律可得:BI2L-f=ma
联立得:BI2L-BI1L=ma
代入数据得:B=1.2T
匀速运动时,有:f=BI1L=1.2×5×0.5N=3N
根据摩擦力公式得:f=μN=μmg
联立以上方程,代入数据得:μ=
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答:(1)磁场的磁感应强度B为1.2T;
(2)导棒与水平导轨间的滑动摩擦系数μ为
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练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈,处在如图所示的磁场内,磁感应强度B随时间t变化的规律是B=0.02t,R=3Ω,C=30μF,线圈电阻r=1Ω,其余导线电阻不计,求:
(1)通过R的电流大小和方向.
(2)电容器C所带的电荷量.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd,放在磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线MN为磁场的左边界.线框在拉力F的作用下向右运动,其中ab边保持与MN平行,则下列说法正确的是(  )
A.进入磁场的过程线框受到的安培力向右
B.进入磁场的过程a点电势高于b点
C.进入磁场的过程若要线框做匀速直线运动,则F变大
D.进入磁场后若要线框做匀速直线运动拉力为零

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,轨道所在平面的正方形区域如耐内存在着有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上,甲金属杆恰好处在磁场的上边界处,甲、乙相距也为l.在静止释放两金属杆的同时,对甲施加一沿导轨平面且垂直甲金属杆的外力,使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动,金属杆乙剐进入磁场时即做匀速运动.
(1)求金属杆的电阻R;
(2)若从释放金属杆时开始计时,试写出甲金属杆在磁场中所受的外力F随时间t的变化关系式;
(3)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中,金属杆乙中所产生的焦耳热为Q,求外力F在此过程中所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,棒的速度大小为υ,则金属棒ab在这一过程中(  )
A.加速度大小为
v2
2L
B.下滑位移大小为
qR
BL
C.产生的焦耳热为qBLυ
D.受到的最大安培力大小为
B2L2υ
R
sinθ

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图甲所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1Ω.质量为0.2kg的导体棒MN垂直于导轨放置,距离顶端1m,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.先固定导体棒MN,2s后让MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光.重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6.求
(1)1s时流过小灯泡的电流大小和方向;
(2)小灯泡稳定发光时消耗的电功率;
(3)小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度.

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如图所示,一质量m=0.1kg的金属棒ab可沿接有电阻R=1Ω的足够长的竖直导体框架无摩擦地滑动,框架间距L=50cm,匀强磁场的磁感应强度B=0.4T,方向如图示,其余电阻均不计.若棒ab由静止开始沿框架下落,且与框保持良好接触,那么在下落的前一阶段,棒ab将做______运动,当棒ab运动达到稳定状态时的速度v=______.(g=10m/s2

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(1)求匀强磁场的磁感应强度B.
(2)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向.
(3)在线圈的下边通过磁场的过程中,线圈中产生的焦耳热Q是多少?通过线圈的电荷量q是多少?

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A.B.C.D.

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