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如图所示,两根平行的导轨水平放置,左端与一个电容器C相连接,导轨的电阻不计.细金属棒ab架在导轨上并与导轨接触良好,空间存在着方向竖直向下的匀强磁场,金属棒与导轨间的摩擦可以忽略.现给金属棒ab一个瞬时冲量,使它获得初速度v0,开始沿导轨向右运动.下面的四个图象中哪个能定性地表示通过ab棒的电流随时间变化的规律?

[
A.
B.
C.
D.
 
D

ab棒开始运动后,由于切割磁感线而产生感应电动势和感应电流,磁场对棒上的电流有作用力(安培力),它跟运动方向相反,使运动速度减小.同时产生的感应电流给电容器C充电,随着C上电量的增加,电容器两极板间电压也逐渐增大,这个电压与ab棒上的电动势产生的电流方向相反,从而ab棒上的电流更加速减小.直到电容器C两端的电压等于ab棒产生的感应电动势,这时电路中的电流减为0,棒不再受安培力作用,也不再继续给电容器充电,ab棒将保持匀速运动状态不变.因此图像D正确.
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

如图一所示,abcd是位于竖直平面内的边长为10cm的正方形闭合金属线框,线框的质量为m=0.02Kg,电阻为R=0.1Ω. 在线框的下方有一匀强磁场区域,MN是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向与线框平面垂直. 现让线框由距MN的某一高度从静止开始下落,经0.2s开始进入磁场,图二是线框由静止开始下落的速度一时间图象。空气阻力不计, g取10m/s2求:
(1)金属框刚进入磁场时的速度;
(2)磁场的磁感应强度;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

目前我国正在研制一种新型发电机,叫做磁流体发电机。如图所示是它的原理图。将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,但从总体来说呈中性)以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间,空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,这时金属板就会聚集电荷,形成电压。设金属板长度为a,宽度为b,两板间距为d,并且有电阻R接在两板间。该等离子体充满板间的空间,其电阻率为ρ,求S闭合后。

(1)通过R的电流;
(2)两板间的电场强度的大小;
(3)为使等离子体以恒定速度v通过磁场,必须使通道两端保持一定的压强差,压强差Δp为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

两个闭合的铝环,穿在一根光滑的绝缘杆上,如图所示,关于环的运动情况以下说法正确的是(      )
 
A当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时,两环将同时向左移动,间距增大;
B当条形磁铁的S极自右向左插向圆环时,两环将同时向左移动,间距变小;
C当条形磁铁的S极自左向右远离圆环时,两环将同时向右移动,间距增大;
D当条形磁铁的S极自左向右远离圆环时,两环将同时向右移动,间距变小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1所示,一对足够长的平行光滑导轨放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,定值电阻阻值R=1.0Ω.有一金属杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直且接触良好,金属杆与轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图2所示.求:


(1)杆的质量m和加速度
(2)在杆从静止开始运动的20s的时间内,通过电阻R的电量.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r为0.1,质量m为0.1kg,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B为0.5T,为使R上的电压每秒钟均匀地增加0.05V,且M点的电势高于N点,必须使杆如何运动?若导轨足够长,则从杆开始运动后的第2s末外力的瞬时功率有多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,3条平行导轨MN、CD.EF在同一平面内,MNCD相距为d1=8.3cm,CDEF相距为d2=20.0cm,导轨及导体杆的电阻忽略不计,M、E间连接电阻R1=10Ω,N、D间连接电阻R2=20Ω.导体杆ab横跨在3条导轨上,与三条导轨都接触良好,杆的a端到与EF接触的b点间的距离l=40.0cm.空间充满匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5T,方向如图示.

(1)若导体杆在匀强磁场中匀速向右运动,速度大小为v=4.0m/s,求通过电阻R1R2的电流大小.
(2)若导体杆以b为轴,在导轨所在的平面内沿顺时针方向转动90°角(导轨MNCD都足够长),求这过程中电流方向向下的通过电阻R1R2的电荷量的大小.
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示为某一电路的俯视图,空中存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,在同一水平面上固定着平行金属轨道MNPQ,两道轨间的距离为l。金属杆ab沿垂直轨道方向放置在两轨道上,金属杆abMNPQ间的电阻为r,且与轨道接触良好。与两轨道连接的电路中有两个阻值相同的电阻R1R2,且R1=R2=R,电阻R2与一电容器串联,电容器的电容为C,轨道光滑且不计轨道的电阻。若金属杆ab在某一水平拉力的作用下以速度v沿金属轨道向右做匀速直线运动,那么在此过程中:

(1)流过电阻R1的电流为多大?
(2)电容器的带电量为多大?
(3)这个水平拉力及其功率分别为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

在光滑水平地面上,两根彼此平行的光滑导轨PQ、MN相距为L=1m,在它们的末端垂直PQ、MN跨放一金属杆ab,ab的质量为m=0.005kg,在导轨的另一端连接一个已经充电的电容器,电容器的电容C=200F,有一匀强磁场,方向垂直导轨PQ、MN所在平面向下,如图所示,磁感强度为B=0.5T.(除导轨PQ、MN和金属杆ab外其余部分都是绝缘的)当闭合电键K时,ab杆将从导轨上冲出,并沿光滑斜面升到高为0.2m处,这过程电容器两端电压减小了一半,求:

(1)磁场对金属杆ab冲量的大小.
(2)电容器原来充电电压是多少.

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