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18. 如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上,每根導軌每米的電阻為r0=0.10/m,導軌的端點PQ用電阻可忽略的導線相連,兩導軌間的距離l=0.20 m.有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面,已知磁感強度B與時間t的關系為B=kt,比例系數k=0.020 T/s.一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中保持與導軌垂直,在t=0時刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向導軌的另一端滑動,求在t=6.0 s時金屬桿所受的安培力.

18.以a表示金屬桿運動的加速度,在t時刻,金屬桿與初始位置的距離   Lat2此時桿的速度 v=at

這時,桿與導軌構成的回路的面積 S=Ll

回路中的感應電動勢 S+Blv

而 Bkt    

回路的總電阻 R=2Lr0

回路中的感應電流  i=

作用于桿的安培力 FBli

解得  F=

代入數據為  F=1.44×10-3 N

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根平行金屬導軌MN、PQ相距為d=1.0m,導軌平面與水平面夾角為α=30°,導軌上端跨接一定值電阻R=1.6Ω,導軌電阻不計.整個裝置處于方向垂直導軌平面向上、磁感應強度大小B=1T的勻強磁場中.金屬棒ef垂直于MN、PQ靜止放置,且與導軌保持良好接觸,其長剛好也為d、質量m=0.1kg、電阻r=0.4Ω,距導軌底端S1=3.75m.另一根與金屬棒平行放置的絕緣棒gh長度也為d,質量為
m
2
,從軌道最低點以速度v0=10m/s沿軌道上滑并與金屬棒發生正碰(碰撞時間極短),碰后金屬棒沿導軌上滑S2=0.2m后再次靜止,測得此過程中電阻R上產生的電熱為Q=0.2J.已知兩棒與導軌間的動摩擦因數均為μ=
3
3
,g取10m/s2,求:
(1)碰后瞬間兩棒的速度;
(2)碰后瞬間的金屬棒加速度;
(3)金屬棒在導軌上運動的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根平行光滑金屬導軌豎直放置在勻強磁場中,磁場方向跟導軌所在平面垂直,金屬棒ab 兩端套在導軌上且可以自由滑動,電源電動勢E=3v,電源內阻和金屬棒電阻相等,其余電阻不計,當S1接通,S2斷開時,金屬棒恰好靜止不動,現在斷開S1,接通S2,求:
(l)金屬棒在運動過程中產生的最大感應電動勢是多少?
(2)當金屬棒的加速度為0.5g時,它產生的感應電動勢多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?浦東新區一模)如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上,每根導軌單位長度電阻為r0,導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連,兩導軌間的距離為l.有垂直紙面向里的非勻強磁場,其磁感應強度沿y方向大小不變,沿x方向均勻增強,即有B=kx,其中k為常數.一根質量為m,電阻不計的金屬桿MN可在導軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中始終保持與導軌垂直.在t=0時刻,金屬桿MN緊靠在P、Q端,在外力F作用下,桿以恒定的加速度a從靜止開始向導軌的另一端滑動.求
(1)在t時刻金屬桿MN產生的感應電動勢大小;
(2)在t時刻流經回路的感應電流大小和方向;
(3)在t時刻金屬桿MN所受的安培力大;
(4)在0~t時間內流過金屬桿MN的電量大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?閘北區模擬)如圖所示,兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上,每根導軌單位長度電阻為r0,導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連,兩導軌間的距離為l.有垂直紙面向里的非勻強磁場,其磁感應強度沿y方向大小不變,沿x方向均勻增強,即有B=kx,其中k為常數.一根質量為m,電阻不計的金屬桿MN可在導軌上無摩擦地滑動,在滑動過程中 始終保持與導軌垂直.在t=0時刻,金屬桿MN緊靠在P、Q端,在外力F作用下,桿以恒定的加速度a從靜止開始向導軌的另一端滑動.求
(1)在t時刻金屬桿MN產生的感應電動勢大;
(2)在t時刻流經回路的感應電流大小和方向;
(3)在t時刻金屬桿MN所受的安培力大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根平行長直金屬導軌傾斜放置,導軌平面與水平面的夾角為θ,導軌的間距為L,兩導軌上端之間接有阻值為R的電阻.質量為m的導體棒ab垂直跨接在導軌上,接觸良好,導體棒與導軌間的動摩擦因數為μ,導軌和導體棒的電阻均不計,且.在導軌平面上的矩形區(如圖中虛線框所示)域內存在著勻強磁場,磁場方向垂直導軌平面向上,磁感應強度的大小為B.當磁場以某一速度沿導軌平面勻速向上運動時,導體棒以速度v0隨之勻速向上運動.設導體棒在運動過程中始終處于磁場區域內.求:
(1)通過導體棒ab的電流大小和方向;
(2)磁場運動的速度大小;
(3)維持導體棒勻速向上運動,外界在時間t內需提供的能量是多少?

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