如圖16-4-1所示,水平的平行光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距離為L=1 m,左端接有定值電阻R=2 Ω.金屬棒PQ與導(dǎo)軌良好接觸,PQ的電阻為r=0.5 Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)使PQ在水平向右的恒力F=2 N作用下運(yùn)動(dòng),求:

(1)棒PQ中感應(yīng)電流的方向;

(2)棒PQ中哪端電勢(shì)高;

(3)棒PQ所受安培力方向;

(4)PQ棒的最大速度.

圖16-4-1

解析:(1)由右手定則知感應(yīng)電流方向?yàn)镼→P;

(2)PQ運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,因電源內(nèi)部電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì),所以P端電勢(shì)高于Q端電勢(shì);

(3)因棒中電流由Q→P,由左手定則知棒所受安培力方向向左;

(4)PQ棒速度達(dá)最大值時(shí),PQ受安培力大小等于恒力F.

由F=BIL,得:I==2 A.

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ε=I(R+r)=2×(2+0.5) V=5 V.

PQ的最大速度為:v=m/s=5 m/s.

答案:(1)Q→P  (2)P端  (3)向左  (4)5 m/s.

說明:求PQ棒最大速度時(shí),也可根據(jù)功能關(guān)系,PQ棒速度最大時(shí),動(dòng)能不再增加,F做功的功率應(yīng)等于電路中的電功率,故有:,得v= m/s=5 m/s.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖16-4-1所示，在水平地面上放置一質(zhì)量為M的木塊，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v射入木塊（未穿出），若木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：

圖16-4-1

（1）子彈射入后，木塊在地面上前進(jìn)的距離；

（2）射入的過程中，系統(tǒng)的機(jī)械能損失.

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如圖16-4-11所示，光滑水平面上有大小相同的A、B兩球在同一直線上運(yùn)動(dòng).兩球質(zhì)量關(guān)系為mB=2mA.規(guī)定向右為正方向，A、B兩球的動(dòng)量大小均為6 kg·m/s，運(yùn)動(dòng)中兩球發(fā)生碰撞，碰撞后A球的動(dòng)量增量為-4 kg·m/s，則(    )

圖16-4-11

A.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5

B.左方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10

C.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為2∶5

D.右方是A球，碰撞后A、B兩球速度大小之比為1∶10

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-4-23所示，光滑的金屬框架與水平成θ=30°角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,方向與框架平面垂直向上，金屬導(dǎo)體ab長l=0.1 m,質(zhì)量m=0.01 kg，具有的電阻R=0.1 Ω,其余部分電阻不計(jì).則穩(wěn)定時(shí)，ab導(dǎo)線的最大速度是多少？

圖16-4-23

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-4-15所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)，則(    )

圖16-4-15

A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a

B.導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a

C.導(dǎo)線框離開磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向右

D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力方向水平向左

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