题目内容

如图所示，垂直U型导轨的匀强磁场B=0.5T，导轨中串接的电阻R=4Ω，垂直磁感线的导体AB长L=0.4米，其电阻为1Ω，导体AB沿水平方向向左运动的速度为5m/s，
求 （1）当电键K打开时AB间的电势差
（2）当电键K闭合时AB间的电势差，此时通过AB的电流方向．
分析：（1）AB棒垂直切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势．
（2）右手定则判断电流方向．
解答：（1）根据法拉第电磁感应定律有：UAB=E=BLV=0.5×0.4×5=1v．
（2）电键K闭合时形成回路电流，由闭合电路欧姆定律得此时回路中的电流为：I=
BLV
R+r
=0.2A
此时AB间的电势差为：UAB′=IR=0.8V，又右手定则判断知电流方向由A到B．
答：（1）电键打开时AB间的电势差为UAB=1v．
（2）K闭合时AB间的电势差UAB′=0.8v；方向由A到B．
点评：本题是电磁感应与电路知识的综合，确定电源与外电路是基本功
练习册系列答案
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如图所示，倾角为θ=30°，宽度为L=1m的足够长的U型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T且范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F，牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导棒ab由静止沿导轨向上移动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直）．当金属导棒ab移动s=2.8m时，获得稳定速度．在此过程中金属导棒产生的热量为Q=5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2）．
问：（1）导棒达到的稳定速度是多少？
（2）导棒从静止达到稳定速度时所需时间是多少？

如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取）。

（1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；

（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

（3）计算4s内回路产生的焦耳热。

如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。

   （1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；

（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；

（3）计算4s内回路产生的焦耳热。

 
如图所示，倾角为θ=30°，宽度为L=1m的足够长的U型平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T且范围充分大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F，牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导棒ab由静止沿导轨向上移动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直）。当金属导棒ab移动s=2.8m时，获得稳定速度。在此过程中金属导棒产生的热量为Q=5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2）。问：
（1）导棒达到的稳定速度是多少？
（2）导棒从静止达到稳定速度时所需时间是多少？

如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。
  （1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况；
（2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；
（3）计算4s内回路产生的焦耳热。

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