题目内容
17．
如图所示，U形金属导轨abcd（bc边置于水平面上）的宽L=0.4m，导轨平面与水平面成θ=30°角，质量为m=0.1kg的导体棒PQ放置在导轨上，与bc平行且相距d=0.5m，导体棒与导轨ab、cd接触良好，棒与导轨组成的矩形回路的总电阻R=0.2Ω，整个回路处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化规律B=2-t（T），规定垂直导轨平面向上为B的正方向．在0-2s内棒PQ始终静止，重力加速度g取10m/s2．求：（1）0-2s内回路中电流的大小和发热功率；
（2）t=1s时棒PQ受到的静摩擦力大小．
分析 （1）根据法拉第电磁感应定律，结合闭合电路欧姆定律，即可求解感应电流的大小，再由焦耳定律，求出发热功率；
（2）由题看出，磁感应强度均匀减小，穿过PQcb回路的磁通量均匀减小，回路中产生恒定电流，根据安培力公式分析安培力大小的变化情况，由左手定则判断安培力方向，由平衡条件分析棒PQ受到的静摩擦力的大小．
解答 解：（1）由法拉第电磁感应定律，则有：
E=$\frac{△B•S}{△t}$=1×0.4×0.5=0.2V；
根据闭合电路欧姆定律，则有感应电流的大小为：
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2}{0.2}$=1A；
发热功率为：P=I2R=12×0.2W=0.2W；
（2）因磁感应强度均匀减小，穿过PQcb回路的磁通量均匀减小，回路中产生恒定电流，根据楞次定律得知，导体棒PQ所受安培力方向沿斜面向上．
t=1s时，有：F=BIL=1×1×0.4N=0.4N，
而重力的下滑力为：G1=mgsinθ=0.1×10×$\frac{1}{2}$=0.5N，
根据平衡条件得到，棒PQ受到的静摩擦力方向向上，且大小有：f=G1-F=0.5-0.4=0.1N．
答：（1）0-2s内回路中电流的大小1A和发热功率0.2W；
（2）t=1s时棒PQ受到的静摩擦力大小0.1N．
点评 本题是法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力和力平衡等知识的综合应用，直接由楞次定律判断安培力的方向，也可以由楞次定律、左手定则结合判断安培力方向．
练习册系列答案
鸿图图书寒假作业假期作业吉林大学出版社系列答案
相关题目
7．在楼外墙竖直向上抛出一个物体，某人在二楼窗口观察物体经过窗口的情况，若物体所受空气阻力大小不变，则（ ）
| A． | 物体上升经过窗口的时间，与回落时经过窗口的时间相等 | |
| B． | 在物体经过窗口的过程中，上升时末速度必大于下落时末速度 | |
| C． | 物体上升和下落的加速度方向相同，大小不相同 | |
| D． | 物体上升时经过窗口和下落时经过窗口的时间都比没有空气阻力情况下所用时间长 |
8．
如图所示，在“研究影响通电导体所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒的悬线摆角增大，以下操作可行的是（ ）
如图所示，在“研究影响通电导体所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒的悬线摆角增大，以下操作可行的是（ ）| A． | 增大导体棒中的电流 | B． | 减少磁铁的数量 | ||
| C． | 颠倒磁铁磁极的上下位置 | D． | 改变导体棒中的电流方向 |
如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为L，右端接有电阻为R，磁感应强度为B，一根质量为m、电阻不计的金属棒受到外力冲量后，以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为μ，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：
如图所示，滑块从A点沿光滑轨道滑出B点，并进入动摩擦因数为μ=0.5的水平粗糙轨道，倾斜部分与水平部分之间是由一段半径为R的圆弧轨道光滑连接，图中h=L=2R，
7．关于两个物体之间的作用力和反作用力，下列说法正确的是（ ）
| A． | 两物体之间的作用力和反作用力的大小不一定相等 | |
| B． | 两物体之间的作用力和反作用力不作用在一条直线上 | |
| C． | 两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等 | |
| D． | 两物体之间的作用力和反作用力作用在同一个物体上 |