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题目
题型:浙江省期末题难度:来源:
如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上,两导轨间距L=0.20cm,两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω,导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω,导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。求金属杆开始运动经t=5.0s时
(1)通过金属杆的感应电流的大小和方向;
(2)金属杆的速度大小;
(3)外力F的瞬时功率。
答案
解:(1)由图象可知,
此时电路中的电流(即通过金属杆的电流)
用右手则定判断出,此时电流的方向由b指向a
(2)金属杆产生的感应电动势

(3)金属杆速度为v时,电压表的示数应为
由图象可知,U与t成正比,由于R、r、B及L均与不变量,所以v与t成正比,即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动
金属杆运动的加速度
根据牛顿第二定律,在5.0s末时对金属杆有F-BIL=ma,解得F=0.20N
此时F的瞬时功率P=Fv=1.0W
核心考点
试题【如图甲所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定的同一水平面上,两导轨间距L=0.20cm,两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω,导轨上停放一质量m=】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内有一处于纸面的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝①、②两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的过程中
[     ]
A、导体框中感应电流方向相反    
B、安培力对导体框做功相同
C、导体框ad 边两端电势差相同  
D、通过导体框截面的电量相同
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如图所示,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,让导体PQ在U形导轨上以v=10m/s向右匀速滑动,两导轨间距离L=0.8m,则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别是
[     ]
A.4V,由P向Q      
B.0.4V,由Q向P
C.4V,由Q向P      
D.0.4V,由P向Q
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如图所示,平行金属导轨间距为d,一端跨接一阻值为R的电阻,匀强磁场磁感强度为B,方向垂直轨道所在平面,一根长直金属棒与轨道成60°角放置,当金属以垂直棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时,电阻R中的电流大小为________,方向为________。(填从上到下,或从下到上)(不计轨道与棒的电阻)
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如图所示,abcd是金属矩形框,OO′是金属导体,可沿框无摩擦地滑动,整个框放在与框平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,OO′长为L,电阻为R,ab、cd电阻均为2R,ad、bc的电阻忽略不计,当OO′向右以速度v匀速滑动时,作用在OO′上的外力大小为________,滑动过程中,金属导体OO′两端的电压大小是________。
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匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长ab=l=1m,每边电阻均为r=0.2 Ω,金属框以v =10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示,求:
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的I-t图象(取顺时针电流为正)以及cd两端点的电压Ucd-t图象。要求有分析过程,作图要规范
(2)求此过程线框中产生的焦耳热.
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