如圖所示，足夠長的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個(gè)平行導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌間連有定值電阻R，框架平面與水平面之間的夾角為θ，不計(jì)導(dǎo)體框架的電阻．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 。導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，重力加速度為g.求：

(1)導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；
(2)導(dǎo)體棒ab以最大速度下滑時(shí)定值電阻消耗的電功率。

（1）vm＝；（2）P=。

解析試題分析：(1)當(dāng)導(dǎo)體棒下滑時(shí)，受力平衡，則它下滑的速度最大；
設(shè)最大速度為vm，
則導(dǎo)體棒在斜面方向共受到二個(gè)力的作用，重力沿斜面的分力，安培力；
故它們存在二力平衡的關(guān)系：mgsinθ＝BIL，而電流I＝，
代入上式得得vm＝。
(2)定值電阻消耗的電功率就是安培力做功的功率大小，
故P＝F安·vm＝mgsinθ·vm＝；
也可以通過電流求電功率：
P=I2R===。
考點(diǎn)：平衡力，安培力，感應(yīng)電動(dòng)勢，電功率的簡單計(jì)算。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖甲所示，、為間距=0.5m足夠長的粗糙平行導(dǎo)軌，⊥，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角=37°，間連接有一個(gè)的電阻。有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為.將一根質(zhì)量為=0.05kg、內(nèi)阻為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好�，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至處時(shí)剛好達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量=0.2C，且金屬棒的加速度與速度的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與平行。（取=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）金屬棒的內(nèi)阻；（2）金屬棒滑行至處的過程中，電阻上產(chǎn)生的熱量。

題8圖

 

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的速度
（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如下圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5m，電阻不計(jì)，左端通過導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與阻值RL＝4Ω的小燈泡L連接．在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，CE長L＝2m，有一阻值r＝2Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處．CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如下圖乙所示．在t＝0到t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止；在t＝4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場邊界EF處的整個(gè)過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，試求：

⑴通過小燈泡的電流；
⑵金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n="1" 000,線圈面積S="200" cm2,線圈的電阻r="1" Ω,線圈外接一個(gè)阻值R="4" Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。求:

(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢；
(2)前4 s內(nèi)通過R的電荷量；
(3)線圈電阻r消耗的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計(jì)，間距d=0．5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0＝0．2T的勻強(qiáng)磁場中，兩金屬棒L1、L2平行地?cái)R在導(dǎo)軌上，其電阻均為r＝0.1Ω，質(zhì)量分別為M1=0．3kg和M2＝0．5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0．8N的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)。試求：

(1) 當(dāng)電壓表讀數(shù)為U=0．2V時(shí)，棒L2的加速度為多大；
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度vm.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，AB、CD是水平放置的光滑導(dǎo)軌，軌距為L=0.5m，兩軌間接有電阻R=4Ω，另有一金屬棒ef恰好橫跨在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知ef棒的電阻為1Ω，其它電阻不計(jì)。若整個(gè)裝置處在B=0.5T、方向垂直向里的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)將ef棒以V=10m/s的速度水平向右作勻速運(yùn)動(dòng)。

求：（1）ef棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小Eef。  
（2）維持ef棒作勻速運(yùn)動(dòng)所需水平外力的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，足夠長平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1 Ω。質(zhì)量為0.2 kg的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，距離頂端1m，接入電路的電阻為1Ω，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。先固定導(dǎo)體棒MN，2s后讓MN由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光。重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6。求

（1）1s時(shí)流過小燈泡的電流大小和方向；
（2）小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)消耗的電功率；
（3）小燈泡穩(wěn)定發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒MN運(yùn)動(dòng)的速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為20: 1，原線圈接入一電壓為 u=U0sinωt的交流電源，副線圈接一個(gè)R=5.5Ω的負(fù)載電阻。若 U0=220V ，ω=100πrad/s，則下述結(jié)論正確的是 (     )

A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為 11V
B．副線圈中輸出交流電的周期為0.02s
C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.1A
D．原線圈中的輸入功率為11W

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同步練習(xí)冊答案