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如圖所示,光滑導軌立在豎直平面內,勻強磁場的方向垂直于導軌平面,磁感應強度B=0.5 T.電源的電動勢為1.5 V,內阻不計.當電鍵K撥向a時,導體棒(電阻為R)PQ恰能靜止.當K撥向b后,導體棒PQ在1 s內掃過的最大面積為多少?(導軌電阻不計)

3 m2


解析:

設金屬棒PQ長為L,電阻為R,電鍵接a時,電路中電流I=,導體棒PQ靜止時mg=BIL= 

電鍵K接b,導體棒PQ從靜止下落,切割磁感線產生感應電流,同時PQ受安培力作用,導體棒向下做加速運動,速度增大,而加速度減小,最后以vm做勻速運動.

此時mg=F=,有:,vm=.

PQ達到最大速度后,單位時間內掃過的面積最大,故PQ在1 s內掃過的最大面積:

Sm=vm·L·t= m2=3 m2.

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,AOC是光滑的金屬軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導軌上,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運動,運動過程中Q端始終在OC上,空間存在著垂直于紙面向外的勻強磁場,則在PQ桿滑動的過程中,下列判斷正確的是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導軌上緊靠A0,它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在A0上,直到ab完全落在OC上.整個裝置放在一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在運動過程中(  )
A、感應電流方向始終是b-aB、感應電流方向先是b→a,后變為a→bC、受磁場力方向與ab垂直,如圖中箭頭所示方向D、受磁場力方向與ab垂直,開始如圖中箭頭所示方向,后來變為與箭頭所示方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,AOC是光滑的直角金屬導軌,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,ab是一根金屬直棒,如圖立在導軌上,b端靠近0點.它從靜止開始在重力作用下運動,運動過程中b端始終在OC上,a端始終在A0上,直到ab完全落在OC上.整個裝置放在一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,則ab棒在運動過程中( 。
A、感應電流方向始終是b→aB、感應電流方向先是b→a,后變為a→bC、棒受磁場力方向與ab垂直,如圖中箭頭所示方向D、棒受磁場力方向與ab垂直,開始如圖中箭頭所示方向,后來變為與箭頭所示方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,光滑導軌立在豎直平面內,勻強磁場的方向垂直于導軌平面,磁感應強度B=0.5 T.電源的電動勢為1.5 V,內阻不計.當電鍵K撥向a時,導體棒(電阻為R)PQ恰能靜止.當K撥向b后,導體棒PQ在1 s內掃過的最大面積為多少?(導軌電阻不計)

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