如圖，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.5Ω，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T，方向垂直框架向上．現(xiàn)用F=0.8N的外力由靜止開始向右拉ab棒，當(dāng)ab棒向右位移為15m時，速度達到最大，
求：（1）求ab棒所能達到的最大速度？
（2）此時ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小？
（3）求這個過程產(chǎn)生的焦耳熱？
分析：（1）ab棒在外力F的作用下先做加速度減小的變加速運動，后做勻速直線運動，此時速度達到最大，由平衡條件求出最大速度．
（2）由E=BLvm求解此時ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大�。�
（3）在這個過程中，外力做功W=FS，根據(jù)功能關(guān)系，求解產(chǎn)生的焦耳熱．
解答：解：（1）當(dāng)ab棒做勻速直線運動時速度達到最大，則有
   F=F安
又E=BLvm，I=
E
R
，F(xiàn)安=BIL，得安培力大小為  F安=
B2L2vm
R

則得，vm=
FR
B2L2

代入解得，vm=10m/s
（2）此時ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小E=BLvm=0.2×1×10V=2V
（3）根據(jù)功能關(guān)系得
   FS=
1
2
m
v
2
m
+Q
代入解得，Q=2J
答：
（1）ab棒所能達到的最大速度是10m/s．
（2）此時ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是2V．
（3）這個過程產(chǎn)生的焦耳熱是2J．
點評：本題是導(dǎo)體在軌道上滑動的類型，從力和能量兩個研究，力的角度關(guān)鍵是推導(dǎo)安培力表達式．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1.0T，有一導(dǎo)體桿AC橫放在框架上，其質(zhì)量為m=0.10kg，電阻為R=4.0Ω．現(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0.30kg，電動機的內(nèi)阻為r=1.0Ω．接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U=8.0V，電流表的示數(shù)恒為I=1.0A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于EF向右運動，其運動的位移-時間圖象如圖乙所示．取g=10m/s2．求：勻強磁場的寬度；

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1.0T，有一導(dǎo)體桿AC橫放在框架上，其質(zhì)量為m＝0.10kg，電阻為R＝4.0Ω�，F(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M＝0.30kg，電動機的內(nèi)阻為r＝1.0Ω。接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U＝8.0V，電流表的示數(shù)恒為I＝1.0A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于EF向右運動，其運動的位移—時間圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2。求：勻強磁場的寬度；

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1.0T，有一導(dǎo)體桿AC橫放在框架上，其質(zhì)量為m＝0.10kg，電阻為R＝4.0Ω。現(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M＝0.30kg，電動機的內(nèi)阻為r＝1.0Ω。接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U＝8.0V，電流表的示數(shù)恒為I＝1.0A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于EF向右運動，其運動的位移—時間圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2。求：勻強磁場的寬度；

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2011年四川省成都市實驗外國語學(xué)校高二第2次月考物理卷 題型：計算題

如左圖所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B＝1T，有一導(dǎo)體棒AC橫放在框架上，其質(zhì)量為m＝0.lkg，電阻為R=4Ω�，F(xiàn)用輕繩拴住導(dǎo)體棒，輕繩一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0.3kg，電動機內(nèi)阻為r＝1Ω，接通電路后，電壓表的讀數(shù)恒為U=8V，電流表的讀數(shù)恒為I=1A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體棒AC平行于EF向右運動，其運動情況如右圖所示（取g＝10m/s2），求：
【小題1】勻強磁場的寬度；
【小題2】導(dǎo)體棒在變速運動階段產(chǎn)生的熱量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012屆江西省高二下學(xué)期第一次月考物理卷（特） 題型：計算題

如圖甲所示，不計電阻的“U”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，框架中間區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝1.0T，有一導(dǎo)體桿AC橫放在框架上，其質(zhì)量為m＝0.10kg，電阻為R＝4.0Ω�，F(xiàn)用細繩栓住導(dǎo)體桿，細繩的一端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉(zhuǎn)軸上，另一端通過光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M＝0.30kg，電動機的內(nèi)阻為r＝1.0Ω。接通電路后，電壓表的示數(shù)恒為U＝8.0V，電流表的示數(shù)恒為I＝1.0A，電動機牽引原來靜止的導(dǎo)體桿AC平行于EF向右運動，其運動的位移—時間圖像如圖乙所示。取g＝10m/s2。求：勻強磁場的寬度；

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案