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如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨单位长度电阻为r,导轨的端点...

如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨单位长度电阻为r,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离为l.有垂直纸面向里的非匀强磁场,其磁感应强度沿y方向大小不变,沿x方向均匀增强,即有B=kx,其中k为常数.一根质量为m,电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中 始终保持与导轨垂直.在t=0时刻,金属杆MN紧靠在P、Q端,在外力F作用下,杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动.求
(1)在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小;
(2)在t时刻流经回路的感应电流大小和方向;
(3)在t时刻金属杆MN所受的安培力大小.

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(1)据题,杆以恒定的加速度a做匀加速运动,由v=at求出t时刻时杆的速度v,由x=求出杆通过的位移,此时B=kx,即可由E=Blv求出感应电动势的大小; (2)根据题设条件求出此时回路中的总电阻,由闭合电路欧姆定律求出电流;由右手定则判断感应电流的方向; (3)安培力的大小F=BIl,代入求出. 【解析】 (1)在时刻t,有杆通过的位移大小为x= 此时B=kx,v=at 所以在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小为   E=Blv= (2)据题知,在时刻t,回路的总电阻R=2xr=art2 所以在t时刻流经回路的感应电流大小为   I== 根据右手定则判断知,感应电流方向为NMPQN(逆时针方向).    (3)在t时刻金属杆MN所受的安培力大小为    F=BIl 代入解得,F= 答:(1)在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小为; (2)在t时刻流经回路的感应电流大小为,方向NMPQN(逆时针方向); (3)在t时刻金属杆MN所受的安培力大小是.
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考点分析:
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某同学解法为:
木棒与竖直位置成θ时,木棒所受的力矩平衡   Mg Lsinθ/2=F Lcosθ,
得到F=Mgtgθ/2
从竖直位置缓慢拉起的过程中,拉力F从0变化到Mgtgθ/2,
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拉力作用点在力F方向上的位移是    S=L sinθ
根据W=FS     解得:拉力F 做的功:WF=Mg L sinθtgθ/4
所以在拉起的过程中,拉力F做的功为WF=Mg L sinθtgθ/4,
你认为他的解法是否正确?若正确,请说明理由;若错误,也请说明理由,并且解出正确的结果.

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(1)将图中所缺的导线补接完整.
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关于“研究平抛运动”的实验,下列说法正确的是 ( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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