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        1. 精英家教網(wǎng)如圖所示,電阻r=0.3Ω、質(zhì)量m=0.1kg的金屬CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬軌道上,兩導(dǎo)軌間距為L,棒與導(dǎo)軌間接觸良好,導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻,量程為0~3.0A的電流表串接在一條軌道上,量程為0~1.0V的電壓表接在電阻R兩端,垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過平面,現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移,當金屬棒以v=2m/s的速度在居軌平面上勻速滑動時,觀察到電路中一個電表正好滿偏,而另一個電表未滿偏.求:
          (1)拉動金屬棒的外力F多大?
          (2)此時撤去外力F,金屬棒將逐漸慢下來,最終停止在導(dǎo)軌上,求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻R的電量.
          分析:(1)采用假設(shè)法分析哪只電表滿偏.假設(shè)電壓表滿偏,由歐姆定律求出通過電流表的電流,與電流表的量程比較,確定是否合理.金屬棒做勻速運動,水平拉力F與金屬棒所受的安培力大小相等、方向相反.由F=BId求出安培力,即可得解.
          (2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,由牛頓第二定律可列出表達式,在時間的積累上求和,從而算出滑行的位移,再由電量q=
          △?
          R+r
          即可求解.
          解答:解:(1)假設(shè)電壓表滿偏,則通過變阻器的電流為I=
          U
          R
          =
          1
          0.5
          A=2A
          ,而電流表量程為0~3.0A,所以電壓表滿偏正常,電流表的示數(shù)為2A.
          若電流表滿偏,則通過變阻器的電壓為UIR=3×0.5V=1.5V,此時電壓已超出電壓表的最大量程,故只能讓電壓表滿偏.
          棒勻速運動時,水平拉力F與安培力大小相等,則有F=FA=BIL,
          解得   F=1.6 N.
          (2)由上問可知,BL=
          F
          I
          =
          1.6
          2
          N=0.8N

          根據(jù)牛頓第二定律可得,
          B2L2v
          R+r
          =ma
          ,
          對上式兩邊在時間的積累,則有
          B2L2x
          R+r
          =mv
          ,
          從而求出滑行的位移為:x=
          mv(R+r)
          B2L2

          產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=
          △?
          △t

          而歐姆定律I=
          E
          R+r
           
          電量,q=I?△t
          則有:通過電阻的電量q=
          △?
          R+r
          =
          B?L×x
          R+r
          =0.25C

          答:(1)1.6N,(2)0.25C
          點評:本題是電磁感應(yīng)與電路知識的綜合應(yīng)用,要抓住電動勢既與電路有聯(lián)系,又與電磁感應(yīng)有聯(lián)系.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律及電量表達式,則可求出通過電阻的電量q=
          △?
          R+r
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運動,線框左端接有電阻R=0.4Ω,線框放在磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場中,磁場方向垂直于線框所在平面,導(dǎo)體棒ab的長度L=0.4m,運動速度v=5.0m/s.線框的電阻不計.
          (1)電源的電動勢(即產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢)為多少?電路abcd中的電流為多少?
          (2)求導(dǎo)體ab所受的安培力的大小,并判斷其方向.
          (3)外力做功的功率是多少?
          (4)電源的功率為多少?電源內(nèi)部消耗的功率是多少?外部電阻R消耗的功率是多少?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑導(dǎo)體框向右做勻速運動,線框接有電阻R=0.4Ω.線框放在磁感強度B=0.1T的勻強磁場中,磁場方向垂直線框平面.導(dǎo)體棒ab的長度L=0.2m,運動速度v=5m/s,線框電阻不計.試求:
          (1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E和回路的電流I.
          (2)導(dǎo)體棒ab上消耗的電功率和R上消耗的電功率.
          (3)維持導(dǎo)體棒勻速運動所需要的外力F以及外力的功率P.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體ab沿光滑的導(dǎo)線框向右做勻速運動,線框中接有電阻R=0.4Ω線框放在磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場中,磁場方向垂直于線框平面,導(dǎo)體ab的長度L=0.4m,運動速度v=5.0m/s.線框的電阻不計.
          (1)電源的電動勢(即產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢)為多少?電路abcd中的電流為多少?
          (2)求導(dǎo)體ab所受的安培力的大小,并判斷其方向.
          (3)外力做功的功率是多少?
          (4)電源的功率為多少?其中電源內(nèi)部消耗的功率是多少?外部電阻消耗的功率又是多少?
          (5)其實這道題講的就是發(fā)電機的原理.試從能量的角度分析一下,看發(fā)電機的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖所示,電阻r=0.5Ω的導(dǎo)體棒ab沿光滑的水平導(dǎo)線框向右做勻速運動,線框?qū)扡=0.5m,處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=1.0T,線框接有電阻R=2.5Ω,線框電阻不計,當ab棒的運動速度v=3.0m/s時,ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
           
          V,通過R的電流為
           
          A,方向為
           
          (填“c→d”或“d→c”).

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)固定于水平絕緣平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.4m,c、d間接一阻值為R=0.4Ω的定值電阻,垂直于導(dǎo)軌平面有磁感應(yīng)強度B=0.1T的勻強磁場,俯視圖如圖所示,電阻r=0.1Ω、長為0.4m的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好,現(xiàn)金屬棒ab在水平外力作用下以v=5m/s的速度沿導(dǎo)軌向右勻速運動,其余電阻不計,求:
          (1)導(dǎo)體ab兩端的電勢差;
          (2)使導(dǎo)體ab向右勻速運動所需水平拉力的大。

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