(12分)如圖所示,AB、CD是水平放置的光滑導軌,軌距為L=0.5m,兩軌間接有電阻R=4Ω,另有一金屬棒PQ恰好橫跨在導軌上,并與導軌保持良好接觸。已知PQ棒的電阻為1Ω,其它電阻不計。若整個裝置處在B=0.5T、方向垂直向里的勻強磁場中,現(xiàn)將PQ棒以V=10m/s的速度水平向右作勻速運動。

求:(1)PQ棒產(chǎn)生的感應電動勢大小EPQ。
(2)維持PQ棒作勻速運動所需水平外力的大小和方向。
(1)EPQ=2.5V(2)F="0.125N" 方向向右

試題分析:(1)由題意知:PQ棒產(chǎn)生的感應電動勢大小為EPQ,則:
EPQ=B×L×V=0.5×0.5×10v="2.5v"  
(2)閉合電路中的電流為I,則:
I=EPQ/(R+r)=2.5/(4+1)A="0.5°"
而金屬棒PQ受到的安培力大小為F,由公式F=BIL得:
F=0.5×0.5×0.5N=0.125N 方向水平向左
維持PQ棒作勻速運動的水平外力應與安培力F大小相等,方向相反
所以,外力的大小為0.125N,方向水平向右。
點評:本題考查了電磁感應定律,切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的計算,并通過受力分析得出外力大小和方向。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,由粗細均勻的電阻絲制成的邊長為l的正方形線框abcd,其總電阻為R,現(xiàn)使線框以水平向右的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域,整個過程中ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行。令線框的cd邊剛好與磁場左邊界重合時t=0,電流沿abcda流動的方向為正,u0=Blv。線框中a、b兩點間電勢差uab隨線框cd邊的位移x變化的圖象正確的是(      )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電磁感應現(xiàn)象揭示了電與磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,根據(jù)這一發(fā)現(xiàn),發(fā)明了許多電器設(shè)備。以下電器中,哪些利用了電磁感應原理 (      )
A.變壓器B.白熾燈泡C.發(fā)電機D.電吹風

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在垂直紙面向里的有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd,線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合。線圈平面與磁場方向垂直,從t=0時刻起,線圈以恒定角速度ω=2π/T繞cd邊沿如圖所示方向轉(zhuǎn)動,規(guī)定線圈中電流沿abcda 方向為正方向,則從t=0到t=T時間內(nèi),線圈中的電流i隨時間t變化關(guān)系圖象為:

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩平行的虛線間的區(qū)域內(nèi)存在有界勻強磁場,有一較小的三角形線框abcab邊與磁場邊界平行,現(xiàn)使此線框向右勻速穿過磁場區(qū)域,運動過程中始終保持速度方向與ab邊垂直.則下列圖中哪一個可以定性地表示線框在上述過程中感應電流隨時間變化的規(guī)律?(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

有一半徑為R,電阻率為ρ,密度為d的均勻圓環(huán)落入磁感應強度B的徑向磁場中,圓環(huán)的截面的半徑為r(r<<R)。如圖所示,當圓環(huán)在加速下落時某一時刻的速度為v,則
A.此時整個圓環(huán)的電動勢
B.忽略電感的影響,此時圓環(huán)的電流
C.此時圓環(huán)的加速度
D.如果徑向磁場足夠長,則圓環(huán)的最大速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如右圖所示,AB為豎直固定金屬棒,金屬桿BC重為G。長為L,并可繞過B點垂直紙面的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動,AC為輕質(zhì)金屬線,ÐABC=37°,ÐACB=90°,在圖示范圍內(nèi)有一勻強磁場,其磁感應強度與時間成正比:B=k t,整個回路總電阻為R,則回路中感應電流I=     ,當t =     時金屬線AC中拉力恰為零。(已知,

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(11分)如圖所示,固定的水平光滑金屬導軌,間距為L="0.5" m,左端接有阻值為R="0.8" Ω的電阻,處在方向豎直向下,磁感應強度為B="1" T的勻強磁場中,質(zhì)量為m=0.1kg的導體棒與固定彈簧相連,導體棒的電阻為r="0.2" Ω,導軌的電阻可忽略不計.
初時刻,彈簧恰好處于自然長度,導體棒具有水平向右的初速度v0="4" m/s .導體棒第一次速度為零時,彈簧的彈性勢能Ep="0.5" J.導體棒在運動過程中始終與導軌垂直并保持良好接觸.求:

(1)初始時刻導體棒受到的安培力的大小和方向;
(2)導體棒從初始時刻到速度第一次為零的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q .

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導軌abcd豎直放置,導軌間距離為  L1電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中,磁感應強度方向與導軌所在平面垂直,F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求:

(1)磁感應強度的大小
(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率

查看答案和解析>>

同步練習冊答案