如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長。電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成370角,下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg。電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。求:

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻消耗的功率為,求該速度的大;
( ,,)
(1)(2)

試題分析:(1)金屬棒開始下滑的初速度為零,根據(jù)牛頓第二定律: 

解得 
(2) 設金屬棒達到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒沿導軌方向受力平衡: 

電阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率,即:
以上兩式聯(lián)立,解得:
點評:本題難度較小,隨著導體棒速度的逐漸增大,加速度逐漸減小,當加速度減小到零時速度最大
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,固定于水平絕緣面上的很長的金屬導軌,表面粗糙、電阻不計,導軌左端與一個定值電阻R相連,金屬棒ab的質(zhì)量為m,電阻不計,整個裝置放在勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面,則當棒ab在水平恒力F的作用下從靜止起向右滑動的過程中
A.恒力F做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;
B.恒力F與摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;
C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能;
D.恒力F與摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能與棒ab獲得的動能之和。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度V向右勻速滑動, MN中產(chǎn)生的感應電動勢為El;若磁感應強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及之比分別為(     )

A.c→a,2:1             B.a→c,2:1        C.a→c,1:2             D.c→a,1:2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,MN、PQ為光滑金屬導軌(金屬導軌電阻忽略不計),MN、PQ相距L=50cm,導體棒AB的電阻為r=1Ω,且可以在MN、PQ上滑動,定值電阻R1=3Ω,R2=6Ω,整個裝置放在磁感應強度為B=1.0T的勻強磁場中,磁場方向垂直與整個導軌平面,現(xiàn)用外力F拉著AB向右以v=5m/s速度作勻速運動。求:

(1)導體棒AB產(chǎn)生的感應電動勢E和AB棒上的感應電流方向
(2)導體棒AB向右勻速移動的過程中,外力做功的功率

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

圖中回路豎直放在勻強磁場中,磁場的方向垂直于回路平面向外,導體AC可以貼著光滑豎直長導軌下滑.設回路的總電阻恒定為R,當導體AC從靜止開始下落后,下面敘述中正確的說法有     (     )
A.導體下落過程中,機械能不守恒
B.導體加速下落過程中,導體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為在電阻上產(chǎn)生的熱量
C.導體加速下落過程中,導體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導體增加的動能和回路中增加的內(nèi)能
D.導體達到穩(wěn)定速度后的下落過程中,導體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為回路中增加的內(nèi)能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef處于豎直向下磁感應強度為B0的勻強磁場中.金屬桿ab與金屬框架接觸良好.此時abed構(gòu)成一個邊長為l的正方形,金屬桿的電阻為r,其余部分電阻不計.

⑴若從t=0時刻起,磁場的磁感應強度均勻增加,每秒鐘增量為k,施加一水平拉力保持金屬桿靜止不動,求金屬桿中的感應電流.
⑵在情況⑴中金屬桿始終保持不動,當t= t1秒末時,求水平拉力的大小.
⑶若從t=0時刻起,磁感應強度逐漸減小,當金屬桿在框架上以恒定速度v向右做勻速運動時,可使回路中不產(chǎn)生感應電流.寫出磁感應強度B與時間t的函數(shù)關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,電阻不計的光滑U形導軌水平放置,導軌間距d="0.5" m,導軌一端接有R="4.0" Ω的電阻。有一質(zhì)量m="0.1" kg、電阻r="1.0" Ω的金屬棒ab與導軌垂直放置。整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁場的磁感應強度B="0.2" T,F(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab,使它以v="10" m/s的速度向右做勻速運動。設導軌足夠長。

(1)求金屬棒ab兩端的電壓;
(2)若某時刻撤去外力,從撤去外力到金屬棒停止運動,求電阻R產(chǎn)生的熱量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖:a、b二銅線框由同一高度從靜止同時釋放,a導線粗,b導線細。經(jīng)過同一水平方向的勻強磁場,則(   )
A.a(chǎn)先落地B.b先落地
C.同時落地D.不能確定

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(15分)如圖甲所示,一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上,線框邊長為L,質(zhì)量為m,電阻為R.該處空間存在一方向豎直向下的勻強磁場,其右邊界MN平行于ab,磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示,要求:

(1)若線框保持靜止,求在時間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)若線框從零時刻起,在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為a,經(jīng)過時間t0線框cd邊剛要離開邊界MN.求在此過程中拉力所做的功;
(3)在(2)的情形下,為使線框在離開磁場的過程中,仍以加速度a做勻加速直線運動,試求線框在離開磁場的過程中水平拉力F隨時間t的變化關(guān)系.

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