(14分)如圖甲所示,電阻不計的“
”形光滑導體框架水平放置,導體框處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=1T,有一導體棒AC橫放在框架上且與導體框架接觸良好,其質量為m=0.2kg,電阻為R=0.8
,現用絕緣輕繩拴住導體棒,輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉軸上,左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連,物體D的質量為M=0.2kg,電動機內阻r=1
。接通電路后電壓表的讀數恒為U=10V,電流表讀數恒為I=1A,電動機牽引原來靜止的導體棒AC平行于EF向右運動,其運動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示,其中OM段為曲線,MN段為直線。(取g=10m/s2)求:![]()
(1)電動機的輸出功率;
(2)導體框架的寬度;
(3)導體棒在變速運動階段產生的熱量。
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
如圖所示,線圈ABCO面積為0.4m2,勻強磁場的磁感應強度B=0.1T,方向為x軸正方向,通過線圈的磁通量為_________Wb。在線圈由圖示位置繞z軸向下轉過60°的過程中,通過線圈的磁通量改變了_________Wb。(可以用根式表示)![]()
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖,電阻不計的足夠長的平行光滑金屬導軌PX、QY相距L=0.5m,底端連接電阻R=2Ω,導軌平面傾斜角θ=30°,勻強磁場垂直于導軌平面向上,磁感應強度B=1T。質量m=40g、電阻R=0.5Ω的金屬棒MN放在導軌上,金屬棒通過絕緣細線在電動機牽引下從靜止開始運動,經過時間t1=2s通過距離x=1.5m,速度達到最大,這個過程中電壓表示數U0=8.0V,電流表實數I0=0.6A,示數穩定,運動過程中金屬棒始終與導軌垂直,細線始終與導軌平行且在同一平面內,電動機線圈內阻r0=0.5Ω,g=10m/s2.。求:
![]()
(1)細線對金屬棒拉力的功率P多大?
(2)從靜止開始運動的t1=2s時間內,電阻R上產生的熱量QR是多大?
(3)用外力F代替電動機沿細線方向拉金屬棒MN,使金屬棒保持靜止狀態,金屬棒到導軌下端距離為d=1m。若磁場按照右圖規律變化,外力F隨著時間t的變化關系式?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(本題9分)如圖所示,在一磁感應強度B的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距L平行金屬導軌(導軌的電阻不計)。在兩根導軌的左端連接一阻值R的電阻,導軌上有一根長為L,電阻為r的金屬棒AB與導軌正交放置。不計金屬棒與導軌間的摩擦力,當金屬棒以速度v向右做勻速運動時,求 ![]()
(1)金屬棒AB切割磁感線運動產生的感應電動勢E和金屬棒AB中電流的方向?
(2)電阻R兩端的電壓U?
(3)使金屬棒做勻速運動的水平向右的外力F多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,兩條足夠長的平行金屬導軌相距L,與水平面的夾角為θ,整個空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應強度大小均為B,虛線上方軌道光滑且磁場方向向上,虛線下方軌道粗糙且磁場方向向下。當導體棒EF以初速度v0沿導軌上滑至最大高度的過程中,導體棒MN一直靜止在導軌上。若兩導體棒質量均為m、電阻均為R,導軌電阻不計,重力加速度為g,在此過程中導體棒EF上產生的焦耳熱為Q,![]()
求:
(1)導體棒MN受到的最大摩擦力;
(2)導體棒EF上升的最大高度.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(9分)兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ間距為
,其電阻不計,兩導軌及其構成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置,每棒兩端都與導軌始終有良好接觸,已知兩棒質量均為m="0.02" kg,電阻均為R="0.1" Ω,整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中,磁感應強度B="0.2" T,棒ab在平行于導軌向上的力F作用下,沿導軌向上勻速運動,而棒cd恰好能夠保持靜止.取g="10" m/s2,問:![]()
(1)通過棒cd的電流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每產生Q="0.1" J的熱量,力F做的功W是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)一個200匝、面積為20cm2的線圈,放在磁場中,磁場的方向與線圈平面成30°角,若磁感應強度在0.05s內由0.1 T增加到0.5T,在此過程中磁通量變化了多少?磁通量的平均變化率是多少?線圈中感應電動勢的大小是多少伏?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,在一磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h=0.1m的平行金屬導軌MN與PQ,導軌的電阻忽略不計.在兩根導軌的端點N、Q之間連接一阻值R=0.3Ω的電阻,導軌上跨放著一根長為L=0.2m,每米長電阻r=2.0Ω/m的金屬棒ab,金屬棒與導軌正交,交點為c、d.當金屬棒以速度v=4.0m/s向左做勻速運動時,試求:![]()
(1)電阻R中的電流強度大小和方向;
(2)使金屬棒做勻速運動的外力;
(3)金屬棒ab兩端點間的電勢差.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,有一范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度
,磁場方向垂直紙面向里。在磁場中有一半徑
的金屬圓環,磁場與圓環面垂直,圓環上分別接有燈
、
,兩燈的電阻均為
。一金屬棒MN與圓環接觸良好,棒與圓環的電阻均忽略不計。![]()
(1)若棒以
的速率在環上向右勻速滑動,求棒滑過圓環直徑的瞬時MN中的電動勢和流過燈
的電流;
(2)撤去金屬棒MN,若此時磁場隨時間均勻變化,磁感應強度的變化率為
,求回路中的電動勢和燈
的電功率。
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