某测量风速的装置由风杯组系统（图甲）和电磁信号产生系统（图乙）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒组成（点连接风轮转轴），磁场半径，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，导体棒长，电阻，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为，导体棒每转一周端与弹性簧片接触一次。当导体棒与弹性簧片接触时电压传感器显示电压为，图乙外电路中电阻均为，其余电阻不计。（1）判断导体棒上的电流方向，求电流的大小。（2）求风杯的速率。

1. 某测量风速的装置由风杯组系统（图甲）和电磁信号产生系统（图乙）两部分组成。电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒 $\text{[math]}$ 组成（ $\text{[math]}$ 点连接风轮转轴），磁场半径 $\text{[math]}$ ，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ，方向垂直纸面向里，导体棒 $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ ，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为 $\text{[math]}$ ，导体棒每转一周 $\text{[math]}$ 端与弹性簧片接触一次。当导体棒与弹性簧片接触时电压传感器显示电压 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，图乙外电路中电阻 $\text{[math]}$ 均为 $\text{[math]}$ ，其余电阻不计。

（1）判断导体棒 $\text{[math]}$ 上的电流方向，求电流的大小。

（2）求风杯的速率。

【考点】

导体切割磁感线时的感应电动势;

【答案】

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解答题普通

1. 如图所示，两根平行光滑金属导轨 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 放置在水平面内，其间距 $\text{[math]}$ ，磁感应强度B = 5T的匀强磁场垂直导轨平面向下。两导轨之间连接的电阻 $\text{[math]}$ ，在导轨上有一金属棒 $\text{[math]}$ ，其接入电路的电阻 $\text{[math]}$ ，金属棒与导轨垂直且接触良好。在 $\text{[math]}$ 棒上施加水平拉力使其以速度v= 5m/s向右匀速运动，设金属导轨足够长。求：

（1）金属棒 $\text{[math]}$ 产生的感应电动势；

（2）通过电阻R的电流大小和方向；

（3）水平拉力的大小F。

解答题容易

2. 如图所示，间距 $\text{[math]}$ 的固定平行光滑金属导轨平面与水平面间的夹角 $\text{[math]}$ ，导轨上端接有阻值 $\text{[math]}$ 的电阻，理想电流表串联在一条导轨上，整个装置处在磁感应强度方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，电阻 $\text{[math]}$ 的导体棒ab垂直导轨放置，将导体棒由静止开始释放，一段时间后导体棒以 $\text{[math]}$ 的速度匀速运动，导体棒匀速运动时电流表的示数恒为 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，导体棒的长度与导轨间距相等，金属导轨足够长且电阻可忽略不计，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）导体棒ab的质量 $\text{[math]}$ 。

解答题容易

3. 如图所示，在水平面上固定两平行光滑金属导体 $\text{[math]}$ ，相距为 $\text{[math]}$ ，左端连接一小灯泡，其额定电压为 $\text{[math]}$ ，电阻恒为 $\text{[math]}$ ，一磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向下，现有一电阻为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 垂直放在导轨上（导轨的电阻不计），金属棒在水平外力作用下向右匀强运动时，灯泡恰好正常发光，求：

（1）金属棒 $\text{[math]}$ 哪端电势高？（不需要说明理由）

（2）金属棒 $\text{[math]}$ 匀速运动时的速度 $\text{[math]}$ 多大？

解答题容易