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如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置,磁感應強度B=0.50T勻強磁場垂直穿過導軌平面,導軌的上端M與P間連接阻值為R=0.50Ω的電阻,導軌寬度L=0.40m。金屬棒ab緊貼在導軌上,現使金屬棒ab由靜止開始下滑,通過傳感器記錄金屬棒ab下滑的距離h與時間t的關系如下表所示。(金屬棒ab和導軌電阻不計,g=10m/s2
時 間t/s
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
下滑距離h/m
0
0.18
0.60
1.20
1.95
2.80
3.80
4.80
5.80
6.80
求:(1)在前0. 4s的時間內,金屬棒ab中的平均電動勢;  
(2)金屬棒的質量m;
(3)在前1.60s的時間內,電阻R上產生的熱量QR
(1)在t1=0.4 s時間內金屬棒ab下滑的距離h=0.6 m,設其中的電動勢平均值為E1,則
                           ………………(2分)
解得E1=0.3V                             ………………(2分)
(2)從表格中數據可知,1.00s后棒做勻速運動,設速度為v,電動勢為E,回路中的電流為I,金屬棒受到的安培力為F,則
=5 m /s                            ………………(2分)
E=BLv                                   ………………(1分)
                                    ………………(1分)
F=BIL                                   ………………(1分)
F=mg                                    ………………(1分)
解得
m="0.04kg                                  " ………………(2分)
(3)棒在下滑過程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳熱,根據能量守恒  
                        ………………(2分)
解得QR="1.82" J                           ………………(2分
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面的夾角為θ,上端接有定值電阻R,勻強磁場垂直于導軌平面,磁感應強度為B。將質量為m的導體棒由靜止釋放,當速度達到v時開始勻速運動,此時對導體棒施加一平行于導軌向下的拉力,并保持拉力的功率為P,導體棒最終以2v的速度勻速運動。導體棒始終與導軌垂直且接觸良好,不計導軌和導體棒的電阻,重力加速度為g,下列說法中正確的是(      )

A.P=3mgvsinθ
B.導體棒在速度達到v后做加速度增大的加速運動
C.當導體棒速度達到v時加速度為sinθ
D.在速度達到2v以后勻速運動的過程中,R上產生的焦耳熱等于拉力所做的功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

一導體棒長l=40cm,在磁感強度B=0.1T的勻強磁場中作切割磁感線運動,運動的速度v=5.0m/s,若速度方向與磁感線方向夾角β=30°,則導體棒中感應電動勢的大小為____V,

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,寬度為L="0.20" m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平桌面上,導軌的一端連接阻值為R=0.9Ω的電阻。在cd右側空間存在垂直桌面向上的勻強磁場,磁感應強度B="0.50" T。一根質量為m="10" g,電阻r=0.1Ω的導體棒ab垂直放在導軌上并與導軌接觸良好。現用一平行于導軌的輕質細線將導體棒ab與一鉤碼相連,將鉤碼從圖示位置由靜止釋放。當導體棒ab到達cd時,鉤碼距地面的高度為h="0.3" m。已知導體棒ab進入磁場時恰做v="10" m/s的勻速直線運動,導軌電阻可忽略不計,取g="10" m/s2

求:(1)導體棒ab在磁場中勻速運動時,閉合回路中產生的感應電流的大小?
(2)掛在細線上的鉤碼的質量?
(3)求導體棒ab在磁場中運動的整個過程中電阻R上產生的熱量?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖所示,空間存在兩個磁場,磁感應強度的大小均為B,方向相反且均垂直于紙面,MN、PQ為其邊界,兩邊界相距l。邊長也為l的正方形閉合導線框abcd在外力作用下,以速度v勻速向右運動,規定線框中的電流順時針方向為正方向,在i--t圖像中畫出圖示位置起感應電流隨時間變化的示意圖。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如下圖所示,相距L=0.2m足夠長的兩平行金屬導軌ab、cd水平放置,電阻忽略不計。ac接有0.8Ω的電阻R,放在導軌上可無摩擦滑動的金屬棒AB的電阻r=0.2Ω、質量m=0.2kg。磁感應強度B=0.5T的勻強磁場垂直于導軌平面。開始時開關K斷開,用F=0.2N的水平力作用于原為靜止的金屬棒AB,當t=10s時把開關K閉合,求:
(1)K閉合瞬間AB的速度v和感應電動勢E;
(2)K閉合瞬間電阻R的電功率P。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖15所示,正方形導線框邊長為L,質量為m,電阻為R。從某一高度豎直落入磁感應強度為B的水平勻強磁場中,磁場寬度亦為L,線框落入磁場時恰好勻速,且勻速通過磁場區域,則線框自高度h=________由靜止開始下落,線框在磁場中勻速運動的速度是________,穿過磁場區域所用時間為________,全過程產生的電能為________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(13分)如圖所示,足夠長的光滑平行金屬導軌MNPQ直放置,磁感應強度B=0.50T的勻強磁場垂直穿過導軌平面,導軌的上端MP間連接阻值為R=0.50Ω的電阻,導軌寬度L=0.40m。金屬棒ab緊貼在導軌上,現使金屬棒ab由靜止開始下滑,通過傳感器記錄金屬棒ab下滑的距離h與時間t的關系如下表所示。(金屬棒ab和導軌電阻不計,g=10m/s2

時 間t/s
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
下滑距離h/m
0
0.18
0.60
1.20
1.95
2.80
3.80
4.80
5.80
6.80
 
求:(1)在前0. 4s的時間內,流過金屬棒ab中的電荷量q;  
(2)金屬棒的質量m
(3)在前1.60s的時間內,電阻R上產生的熱量QR

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,光滑導軌MN、PQ在同一水平面內平行固定放置,其間距d=1m,右端通過導線與阻值RL=8Ω的小燈泡L相連,金屬棒的電阻的電阻為r=2Ω,導軌區域內有豎直向下磁感應強度T的勻強磁場,一金屬棒在恒力F="0." 8N力作用下勻速通過磁場。(不考慮導軌的電阻,金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸)。求:

小題1:金屬棒運動速度的大小;
小題2:小燈泡的電功率.

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