如图15所示.不计电阻的U形导轨水平放置.导轨宽0.5 m.左端连接阻值为0.4 Ω的电阻R.在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1 Ω的导体棒MN.并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4 g的重物.图中L=0.8 m.开始重物与水平地面接触并处于静止.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度B=0.5 T.并且=0.1 T/s的规律在增大.不� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图15所示，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽0.5 m，左端连接阻值为0.4 Ω的电阻R，在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1 Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=2.4 g的重物.图中L=0.8 m，开始重物与水平地面接触并处于静止，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5 T，并且

=0.1 T/s的规律在增大，不计摩擦阻力.求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g取10 m/s²）

图15

解析：根据题意可知：开始导体棒没有运动时U形导轨和导体棒所构成的闭合回路的面积保持不变，而磁感应强度B在增大，由法拉第电磁感应定律得E==S=0.1×0.5×0.8 V=0.04 V，而磁场的磁感应强度的变化规律B=B₀+t=0.5+0.1t T

要把重物吊起来，则绳子的拉力必须大于或等于重力.

设经过时间t重物被吊起，此时磁感应强度为B=0.5+0.1t T

所以安培力为F=BIL

=（0.5+0.1t）L

=(0.5+0.1t)××0.5 N

=0.04(0.5+0.1t) N

根据平衡条件得：

F=0.04(0.5+0.1t)=mg,

解得：t=1 s.

答案：t=1 s

练习册系列答案

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如图15所示，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的电阻.若将一质量M，垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，在EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处，突然撤去恒力F，EF最后又回到BD端.求：

（1）EF棒下滑过程中的最大速度.

（2）EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能（金属棒、导轨的电阻均不计

有一带负电的小球，其带电荷量．如图15所示，开始时静止在场强的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h = 4 cm，与A板距离H = 36 cm，小球的重力忽略不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍，已知k = 7/8，碰撞过程中小球的机械能没有损失．

（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？

（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少？

（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（已知=0.058）

如图15所示，A、B为两块距离很近的平行金属板，板中央均有小孔。一细束电子从A板小孔水平射入A、B之间，电子刚到A板小孔时动能为100 eV，电子束是连续不断地射入的。在B板右侧，平行金属板M、N之间加20 V恒定电压。整个装置在真空中。MN组成的电容器中，板长为4×10^－²m，板间距离为8×10^－³m。现在A、B两板间加一个交变电压U₁，在t＝0到t=2 s时间内，A板电势高于B板，则在U₁随时间变化的第一个周期内，在哪段时间内电子从偏转电场右侧飞出。（不计电子在AB板间运动的时间）

（1）EF棒下滑过程中的最大速度.

（2）EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能（金属棒、导轨的电阻均不计

有一带负电的小球，其带电荷量．如图15所示，开始时静止在场强的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h = 4 cm，与A板距离H = 36 cm，小球的重力忽略不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍，已知k = 7/8，碰撞过程中小球的机械能没有损失．七彩教育网

（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？七彩教育网

（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少？七彩教育网

（3）小球经过多少次碰撞后，才能抵达A板？（已知=0.058）七彩教育网

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