如圖所示，平行且足夠長(zhǎng)的兩條光滑金屬導(dǎo)軌，相距0.5m，與水平面夾角為30°，不計(jì)電阻，廣闊的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=0.5m，電阻均為R=0.1Ω，質(zhì)量均為m=0.2kg，兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)．現(xiàn)ab棒在外力作用下，以恒定速度v1=2m/s沿著導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，cd棒則由靜止釋放，試求：（取g=10m/s2）
（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1；
（2）金屬棒cd開始運(yùn)動(dòng)的加速度a和最終速度v2．
（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1=BLv1=0.4×0.5×2=0.4V；
（2）剛釋放cd棒瞬間，重力沿斜面向下的分力為：F1=mgsin30°=0.2×10×0.5=1N
受安培力沿斜面向上，其大小為：F2=BL
E1
2R
=0.4N＜F1
cd棒將沿導(dǎo)軌下滑，初加速度為：a=
F1-F2
m
=
1-0.4
0.2
m/s2=3m/s2
由于金屬棒cd與ab切割方向相反，所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于二者切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)之和，即：E=BLv1+BLv2
由歐姆定律有：I=
E
2R
；
回路電流不斷增大，使cd受安培力不斷增大，加速度不斷減小，
當(dāng)cd獲最大速度時(shí)，滿足：mgsin30°=BLI
聯(lián)立以上，代入數(shù)據(jù)，解得cd運(yùn)動(dòng)的最終速度為：v2=3m/s
答：（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)0.4V；
（2）金屬棒cd開始運(yùn)動(dòng)的加速度3m/s2和最終速度3m/s．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，在方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)由均勻?qū)Ь�制成的單匝矩形線框abcd，線框在水平拉力作用下以恒定的速度v沿垂直磁場(chǎng)方向向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中線框ab邊始終與磁場(chǎng)右邊界平行，線框邊長(zhǎng)ad=l，cd=2l，線框?qū)Ь�的總電阻為R．則線框離開磁場(chǎng)的過程中（　�。�
A．a(chǎn)b間的電壓為
4Blv
3
B．a(chǎn)d間的電壓為
2Blv
3
C．線框中的電流在ab邊產(chǎn)生的熱量為
8B2l3v
3R
D．線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
2B2l3v
3R

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長(zhǎng)l=0.2m，線圈的ad邊跟磁場(chǎng)的左側(cè)邊界重合，如圖所示，線圈的電阻R=0.4Ω，用外力使線圈從磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)出來：一次是用力使線圈從左側(cè)邊界勻速平動(dòng)移出磁場(chǎng)；另一次是用力使線圈以ad邊為軸，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)出磁場(chǎng)，兩次所用時(shí)間都是0.1s．試分析計(jì)算兩次外力對(duì)線圈做功之差．（π2=10）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

一個(gè)單匝閉合圓形線圈置于垂直線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率恒定時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，感應(yīng)電流為I．若把這根導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，從而使圓半徑增大一倍，則此時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為______，感應(yīng)電流為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

通常所說的理想變壓器，忽略了鐵芯中渦流現(xiàn)象，同時(shí)不計(jì)磁漏，不計(jì)線圈本身的電阻，因而理想變壓器既不消耗能量，也不儲(chǔ)能，其正常工作時(shí)，原、副線圈中具有相同的物理量的有（　�。�
A．每匝線圈中磁通量的變化率
B．交變電流的頻率
C．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率
D．原線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

閉合回路由電阻R與導(dǎo)線組成，其內(nèi)部磁場(chǎng)大小按B-t圖變化，方向如圖，則回路中（　�。�
A．電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向
B．電流強(qiáng)度越來越大
C．磁通量的變化率恒定不變
D．產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越來越大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列說法中正確的是（　　）
A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過閉合電路的磁通量的大小有關(guān)
B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)
C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小跟單位時(shí)間內(nèi)穿過閉合電路的磁通量的變化量有關(guān)
D．以上說法都不準(zhǔn)確

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、不可形變的正方形導(dǎo)體框內(nèi)有半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=kt（常量k＞0）．回路中滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央，不考慮虛線MN右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合開關(guān)S后，則（　　）
A．電容器b板電勢(shì)高于a板電勢(shì)
B．只增加R2的阻值，可以使電容器中帶電量減小
C．因?yàn)殡妷罕肀粚?dǎo)體框短路，所以電壓表示數(shù)為零
D．因?yàn)檎叫螌?dǎo)體框在磁場(chǎng)外，所以電路中沒有感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，電容器PQ的電容為10μF，垂直于回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度5×10-3T/s的變化率均勻增加，回路面積為10-2m2．則PQ兩極電勢(shì)差的絕對(duì)值為______V．P極所帶電荷的種類為______．

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