精英家教網(wǎng)如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒ab,金屬棒電阻為R,導(dǎo)軌的一端連接阻值也為R的電阻,導(dǎo)軌電阻不計,金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開始向右運動,棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸.求:
(1)金屬棒最大速度υm的大;
(2)金屬棒速度最大時棒兩端的電壓uab
分析:(1)當(dāng)導(dǎo)體棒受到的拉力與安培力相等時速度最大,由平衡條件可以求出最大速度.
(2)由E=BLv與歐姆定律可以求出導(dǎo)體棒兩端電壓.
解答:解:(1)感應(yīng)電動勢:E=BLv,
電路電流:I=
E
R+R
=
BLv
2R
,
導(dǎo)體棒受到的安培力:FB=BIL=
B2L2v
2R
,
當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速運動時,速度最大,由平衡條件得:
B2L2v
2R
=F,
則最大速度vm=
2RF
B2L22
;
(2)速度最大時金屬棒兩端的電壓:
Uab=IR=
E
R+R
R=
BL
2FR
B2L2
2R
R=
FR
BL
;
答:(1)金屬棒最大速度為
2FR
B2L2
;(2)金屬棒速度最大時棒兩端的電壓為
FR
BL
點評:本題考查了求最大速度與金屬棒兩端電壓,到金屬棒做勻速運動時,速度最大,應(yīng)用安培力公式與平衡條件即可正確解題.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一端接阻值是R的電阻.一電阻是R0,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,在外力F作用下從t=0的時刻開始運動,不計導(dǎo)軌電阻,
(1)若其以速度V勻速運動,求通過電阻的電流I.
(2)若其速度隨時間的變化規(guī)律是v=vmsinωt,求從t=0到t=
π
時間內(nèi)外力F所做的功.

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(2011?珠海一模)如圖所示,間距為L的平行金屬導(dǎo)軌上,有一電阻為r的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好.導(dǎo)軌左端連接電阻R,其它電阻不計,磁感應(yīng)強度為B,金屬捧ab以速度v向右作勻速運動,則( 。

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精英家教網(wǎng)如圖所示,間距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN,PQ與水平面夾角為a,導(dǎo)軌的電阻不計,導(dǎo)軌的N、P端連接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中.將一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒ab恰能保持靜止.現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個大小為v0、方向沿導(dǎo)軌平面向下的初速度,然后任其運動,導(dǎo)體棒在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.設(shè)導(dǎo)體棒所受滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等,求:
(1)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)在整個運動過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上移動的最大距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,間距為l的平行金屬導(dǎo)軌LMN和OPQ分別固定在兩個豎直面內(nèi),電阻為R、質(zhì)量為m、長為l 的相同導(dǎo)體桿ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成θ、并垂直于ab的勻強磁場;傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度均為B.傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也為θ,桿cd與傾斜導(dǎo)軌間動摩擦因素為μ.a(chǎn)b桿在水平恒力作用精英家教網(wǎng)下由靜止開始運動,當(dāng)cd剛要滑動時ab恰達(dá)到最大速度.(θ=30、μ=、最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:
(1)此時桿cd中的電流大;
(2)桿ab的最大速度;
(3)若此過程中流過桿ab的電量為q,則cd產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大?

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