如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應強度大小為B1的勻強磁場中，一導體桿ef垂直于P、Q放在導軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動．質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導線與導軌相連，磁感應強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態(tài)，不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力．

(1)通過ab邊的電流Iab是多大？  

(2)導體桿ef的運動速度v是多大？

 

(1) Iab＝ (2) v＝

解析:(1)設(shè)通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有Iab＝I①

Idc＝I②     

金屬框受重力和安培力，處于靜止狀態(tài)，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2③      

 由①～③，解得Iab＝④

(2)由(1)可得I＝⑤   

設(shè)導體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，有E＝B1L1v⑥

設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則R＝r⑦

根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝⑧ 

由⑤～⑧，解得v＝⑨

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?惠州三模）如圖所示的軌道由半徑為R的1/4光滑圓弧軌道AB、豎直臺階BC、足夠長的光滑水平直軌道CD組成．小車的質(zhì)量為M，緊靠臺階BC且上水平表面與B點等高．一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點的滑塊自圓弧頂端A點由靜止下滑，滑過圓弧的最低點B之后滑到小車上．已知M=4m，小車的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點，小車的上表面左端點P與Q點之間是粗糙的，滑塊與PQ之間表面的動摩擦因數(shù)為μ，Q點右側(cè)表面是光滑的．求：
（1）滑塊滑到B點的瞬間對圓弧軌道的壓力大�。�
（2）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則小車上PQ之間的距離應在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，虛線MN左側(cè)是水平正交的勻強電場和磁場，電場水平向右，磁場垂直于紙面向里，磁感應強度為B；MN右側(cè)有豎直方向的勻強電場（圖中豎線，未標方向），電場中有一固定點電荷Q．一質(zhì)量為m，電荷量為q的點電荷，從MN左側(cè)的場區(qū)沿與電場線成θ角斜向上的勻速直線運動，穿過MN上的A點進入右側(cè)場區(qū)，恰好繞Q在豎直面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動，并穿過MN上的P點進入左側(cè)場區(qū)．已知各電場之間無相互影響，當?shù)刂亓铀俣葹間，靜電力常量為k．
（1）判斷電荷q的電性并求出MN左側(cè)勻強電場場強E1；
（2）判斷Q的電性并求出起電荷量；
（3）求出電荷穿過P點剛進入左側(cè)場區(qū)時加速度a的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?福建模擬）如圖所示，P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物塊，Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M的特殊平板，
m
M
=
1
8
，平板與地面間的動摩擦因數(shù) μ=0.02．在板的上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”，區(qū)域的上邊界為MN，如圖中劃虛線的部分．當物塊P進入相互作用區(qū)域時，P、Q之間便有相互作用的恒力F=kmg，其中Q對P的作用力豎直向上，且k=41，F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸．在水平方向上，P、Q之間沒有相互作用力．P剛從離MN高h=20m處由靜止自由落下時，板Q向右運動的速度υ0=8m/s，板Q足夠長，空氣阻力不計，取g=10m/s．求：
（1）P第一次落到MN邊界的時問t和第一次在相互作用區(qū)域中運動的時間T；
（2）P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度υ；
（3）當板Q的速度為零時，P一共回到出發(fā)點幾次？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?汕頭模擬）如圖所示，P為位于某一高度處的質(zhì)量為m的物塊，Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M=1kg的特殊平板，
m
M
=
1
8
，平板與地面間的動摩擦因數(shù) μ=0.02．在板的上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”，區(qū)域的上邊界為MN，如圖中劃虛線的部分．當物塊P進入相互作用區(qū)域時，P、Q之間便有相互作用的恒力F=kmg，其中Q對P的作用力豎直向上，且k=41，F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸．在水平方向上，P、Q之間沒有相互作用力．P剛從離MN高h=20m處由靜止自由落下時，板Q向右運動的速度v0=8m/s，板Q足夠長，空氣阻力不計．求：
（1）P第一次落到MN邊界的時間t和第一次在相互作用區(qū)域中運動的時間T；
（2）P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度v；
（3）從P第1次經(jīng)過MN邊界，到第2次經(jīng)過MN邊界的過程中，P、Q系統(tǒng)損失的機械能△E；
（4）當板Q的速度為零時，P一共回到出發(fā)點幾次？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，P為質(zhì)量為m=1kg的物塊，Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M=4kg的特殊平板，平板與地面間的動摩因數(shù)μ=0.02．在板上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”，區(qū)域的上邊界為MN．P剛從距高h=5m處由靜止開始自由落下時，板Q向右運動的速度為vo=4m/s．當物塊P進入相互作用區(qū)域時，P、Q之間有相互作用的恒力F=kmg，其中Q對P的作用豎直向上，k=21，F(xiàn)對P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸．在水平方向上，P、Q之間沒有相互作用力，板Q足夠長，空氣阻力不計．（ 取g=10m/s2，以下計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）求：
（1）P第1次落到MN邊界的時間t和第一次在相互作用區(qū)域中運動的時間T；
（2）P第2次經(jīng)過MN邊界時板Q的速度v；
（3）從P第1次經(jīng)過MN邊界到第2次經(jīng)過MN邊界的過程中，P、Q組成系統(tǒng)損失的機械能△E；
（4）當板Q速度為零時，P一共回到出發(fā)點幾次？

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