如圖所示，在傾角θ＝30°，相距L＝1m的光滑軌道上端連有一電阻R＝9Ω，整個軌道處于垂直軌道方向的磁感應強度B＝1T的勻強磁場中，現(xiàn)在軌道上由靜止釋放一質(zhì)量m＝100g，電阻r＝lΩ的金屬棒，當棒下滑s＝5m時恰好達到最大速度，不計導軌電阻.

求:
(1)棒下滑的最大速度.
(2) 棒下滑的速度為3m/s時棒的加速度大小為多少
(3) 電阻R在這個過程中產(chǎn)生的熱量.
（1）5m/s（2）a=2m/s2（3）1.125J

試題分析：(1)滑棒在下滑過程中速度最大時，加速度a為零，此時有:mgsinθ＝B2L2vm/(R+r)，由此可解得最大速度vm＝mgsinθ(R+r)/B2L2＝5m/s
（2）a=2m/s2
(3)由功能關系可求出滑棒在下滑過程中產(chǎn)生的熱量Q＝mgssinθ－mvm2/2＝1.25J. 
QR=0.9Q=1.125J
點評：解決本題的關鍵會根據(jù)牛頓第二定律求加速度，以及結合運動學能夠分析出金屬棒的運動情況，當a=0時，速度達到最大．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

閉合線圈與勻強磁場垂直，現(xiàn)將線圈拉出磁場，第一次拉出速度為v1,第二次拉出速度為第一次的兩倍v2=2v1則（    ）
A．兩次拉力做的功一樣多B．兩次所需拉力一樣大
C．兩次拉力的功率一樣大D．兩次通過線圈的電荷量一樣多

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

磁感強度是0.8T的勻強磁場中，有一根跟磁感線垂直、長0.2m的直導線，以4m/s的速度、在跟磁感線和直導線都垂直的方向上做切割磁感線的運動，則導線中產(chǎn)生的感應電動勢的大小等于                                                 (       )
A．0.04VB．0.64VC．1VD．16V

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一勻強磁場中有一足夠長的U形導線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可以在ab、cd上無摩擦地滑動.桿ef及線框中導線的電阻都可不計．開始時，給ef一個向右的初速度，則
A．ef將向右勻減速運動
B．ef運動的加速度越來越小
C．R的熱功率均勻減小
D．ef減少的動能等于R產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，不計電阻的平行金屬導軌豎直放置，導軌間距為L＝1 m，上端接有電阻R＝3 Ω，虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝1 Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10 m/s2)．求：

(1)磁感應強度B的大�。�
(2)桿在磁場中下落0.1 s的過程中電阻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

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為。一個質(zhì)量為、邊長也為的正方形導線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置Ⅰ），導線框的速度為。經(jīng)歷一段時間后，當導線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位
置Ⅱ），導線框的速度剛好為零。此后，導線框下落，經(jīng)過一段時間回到初始位置Ⅰ。則   （   ）
A．上升過程中，導線框的加速度逐漸增大
B．下降過程中，導線框的加速度逐漸增大
C．上升過程中，合力做的功與下降過程中合力做的功相等
D．上升過程中，克服安培力做的功比下降過程中的多

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ab和cd是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道，間距為l，其電阻可忽略不計，ac之間連接一阻值為R的電阻．ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ad和cd接觸良好并可沿軌道方向無摩擦地滑動．電阻可忽略．整個裝置處在勻強磁場中，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應強度為B，當施外力使桿ef以速度v向右勻速運動時，桿ef所受的安培力為(　　)
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

半圓形導軌豎直放置，不均勻磁場水平方向并垂直于軌道平面，一個金屬環(huán)在軌道內(nèi)來回滾動，如圖所示，若空氣阻力不計，則
A．金屬環(huán)做等幅振動B．金屬環(huán)做減幅振動
C．金屬環(huán)做增幅振動D．無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌cd和ef，水平放置且相距L，在其左端各固定一個半徑為r的四分之三金屬光滑圓環(huán)，兩圓環(huán)面平行且豎直。在水平導軌和圓環(huán)上各有一根與導軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導軌、金屬圓環(huán)形成閉合回路，兩金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R，其余電阻不計。整個裝置放在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。當用水平向右的恒力F= mg拉細桿a，達到勻速運動時，桿b恰好靜止在圓環(huán)上某處，試求：

（1）桿a做勻速運動時，回路中的感應電流I；
（2）桿a做勻速運動時的速度v；
（3）桿b靜止的位置距圓環(huán)最低點的高度h。

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