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【題目】在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強磁場中，B＝0.2 T，有一水平放置的光滑框架，寬度為l＝0.4 m，如圖15所示，框架上放置一質量為0.05 kg、接入電路的電阻為R=1 Ω的金屬桿cd，金屬桿與框架垂直且接觸良好，框架電阻不計．若cd桿以恒定加速度a＝2 m/s2，由靜止開始沿框架向右做勻變速直線運動，則：

(1)在2 s內平均感應電動勢是多少？

(2)第5 s末，回路中的電流多大？

(3)作用在cd桿上的水平外力F隨時間變化的關系式？

【答案】(1)0.16 V　(2)0.8 A　(3) 0.1+0.0128t

【解析】

（1）由運動學公式求出金屬桿的位移，然后應用法拉第電磁感應定律求出感應電動勢。
（2）由勻變速直線運動的速度公式求出速度，由E=BLv求出感應電動勢，然后由歐姆定律求出感應電流。
（3）應用安培力公式求出安培力，然后應用牛頓第二定律求出F的表達式。

（1）金屬桿2 s內的位移：x＝at2＝4m

由法拉第電磁感應定律得E=

代數得E=0.16V

（2）金屬桿第5 s末的速度v′＝at＝10 m/s

此時回路中的感應電動勢：E′＝Blv′

則回路中的電流為：

（3）金屬桿做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得F－F安＝ma

且F安＝BIl

I＝

v=at

即F=0.1+0.0128t

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】足夠長的水平傳送帶右側有一段與傳送帶上表面相切的光滑圓弧軌道，質量為M＝2kg的小木盒從離圓弧底端h=0.8m處由靜止釋放，滑上傳送帶后作減速運動，1s后恰好與傳送帶保持共速。傳送帶始終以速度大小v逆時針運行，木盒與傳送帶之間的動摩擦因數為μ＝0.2，木盒與傳送帶保持相對靜止后，先后相隔T＝5s，以v0＝10m/s的速度在傳送帶左端向右推出兩個完全相同的光滑小球，小球的質量m＝1kg．第1個球與木盒相遇后，球立即進入盒中并與盒保持相對靜止，第2個球出發后歷時△t＝0.5s與木盒相遇。取g＝10m/s2，求：

（1）傳送帶運動的速度大小v，以及木盒與第一個小球相碰后瞬間兩者共同運動速度大小v1；

（2）第1個球出發后經過多長時間與木盒相遇；

（3）從木盒與第1個球相遇至與第2個球相遇的過程中，由于木盒與傳送帶間的摩擦而產生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示、兩根足夠長光滑平行金屬導軌間距l=0.9m，與水平面夾角θ=30°，正方形區域abcd內有勻強磁場，磁感應強度B=2T，方向垂直與斜面向上，甲、乙是兩根質量相同、電阻均為R=4.86Ω的金屬桿，垂直于導軌放置。甲置于磁場的上邊界ab處，乙置于甲上方l處，現將兩金屬桿由靜止同時釋放，并立即在甲上施加一個沿導軌方向的拉力F，甲始終以a=5m/s2的加速度沿導軌勻加速運動，乙進入磁場時恰好做勻速運動，g=10m/s2。計算：

(1)每根金屬桿的質量m；

(2)拉力F的最大值；

(3)乙到達磁場下邊界時兩桿間的距離及乙穿過磁場的過程中電路產生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是依附建筑物架設的磁力緩降高樓安全逃生裝置，具有操作簡單、無需電能、逃生高度不受限制，下降速度可調、可控等優點。

該裝置原理可等效為：間距L=0.5m的兩根豎直導軌上部連通，人和磁鐵固定在一起沿導軌共同下滑，磁鐵產生磁感應強度B=0.2T的勻強磁場。人和磁鐵所經位置處，可等效為有一固定導體棒cd與導軌相連，整個裝置總電阻始終為R，如圖所示

在某次逃生試驗中，質量M1=80kg的測試者利用該裝置以v1=1.5m/s的速度勻速下降，已知與人一起下滑部分裝置的質量m=20kg，重力加速度取g=10m/s2，且本次試驗過程中恰好沒有摩擦。

（1）判斷導體棒cd中電流的方向；

（2）總電阻R多大？

（3）如要使一個質量M2=100kg的測試者利用該裝置以v1=1.5m/s的速度勻速下滑，其摩擦力f多大？

（4）保持第（3）問中的摩擦力不變，讓質量M2=100kg測試者從靜止開始下滑，測試者的加速度將會如何變化？當其速度為v2=0.78m/s時，加速度多大？要想在隨后一小段時間內保持加速度不變，則必需調控摩擦力，請寫出摩擦力大小隨速率變化的表達式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個小燈泡上標有“4 V 2 W”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的I－U圖線。現有下列器材供選用：

A.電壓表(0～5 V，內阻約10 kΩ)

B.電壓表(0～15 V，內阻約20 kΩ)

C.電流表(0～3 A，內阻約1 Ω)

D.電流表(0～0.6 A，內阻約0.4 Ω)

E.滑動變阻器(10 Ω，2 A)

F.滑動變阻器(500 Ω，1 A)

G.學生電源(直流6 V)、開關、導線若干

（1）實驗中所用電壓表應選________，電流表應選用________，滑動變阻器應選用________。

（2）在線框內畫出實驗電路圖_______，并根據所畫電路圖進行實物連接_______。

（3）利用實驗數據繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示，分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點：________________________________。

（4）若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時，已知電阻Z的阻值為5Ω，已知A、B兩端電壓恒為2.5 V，則此時燈泡L的功率約為________W。(保留兩位有效數字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如下，長直助滑道AB與彎曲滑道BC平滑銜接，滑道BC高h=10 m，C是半徑R=20 m圓弧的最低點，質量m=60 kg的運動員從A處由靜止開始勻加速下滑，加速度a=4.5 m/s2，到達B點時速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。

（1）求長直助滑道AB的長度L；

（2）求運動員在AB段所受合外力的沖量的I大小；

（3）若不計BC段的阻力，畫出運動員經過C點時的受力圖，并求其所受支持力FN的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為某同學測量一節干電池的電動勢和內電阻的電路圖。

（1）虛線框內是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內阻為10 Ω，滿偏電流為100 mA，電阻R1=2.5 Ω，由此可知，改裝后電流表的量程為_______A。

（2）實驗步驟如下，請完成相應的填空：

①將滑動變阻器R的滑片移到______端（選填“A”或“B”），閉合開關S；

②多次調節滑動變阻器的滑片，記下電壓表的示數U和毫安表的示數I；某次測量時毫安表的示數如圖所示，其讀數為_________mA。

③以U為縱坐標，I為橫坐標，作U–I圖線，如圖所示；

④根據圖線求得電源的電動勢E = _________V，內阻r = _______Ω。（結果均保留到小數點后兩位）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在水平路面上有一質量為1×103kg的汽車(可視為質點)以10m/s的速度向右勻速行駛，由于路面發生變化，BC段阻力變小。從汽車到達A位置開始計時，經過20s汽車到達C位置，汽車運動的vt圖像如圖乙所示。若行駛過程中汽車發動機的輸出功率恒為40kW，且汽車在AB和BC路段上行駛時所受阻力均恒定，則下列說法正確的是（）