如圖16-4-17所示，水平放置的光滑導電軌道，處在磁感應強度為B=0.5 T、方向向上的勻強磁場中，軌道上放一根金屬桿，長度恰好等于軌道之間的距離L=0.2m，質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02 Ω?跨接在軌道間的電阻R=1.18 Ω，軌道電阻忽略不計，取g=10 m/S2.

圖16-4-17

（1）要使金屬桿獲得60 m/S的穩(wěn)定速度，應對它施加多大的水平力F？

（2）在金屬桿獲得60m/S的穩(wěn)定速度后，若撤去水平力F，那么此刻以后電阻R上還能放出多少熱量？

解析：（1）金屬桿獲得穩(wěn)定的速度，就是做勻速運動，它所受到的安培力應與外力是一對平衡力，即F=FB=IBL.ab桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E=BLv，回路中感應電流，所以，.?

（2）撤去外力F后，金屬桿將在安培力的作用下做減速運動，感應電動勢在減小，感應電流在減小，安培力在減小，加速度在減小，直到金屬桿的速度為零時為止.此過程中金屬桿的動能通過安培力做功轉(zhuǎn)化為回路中的電能，再通過電阻轉(zhuǎn)化為電熱，由于外電阻R與金屬桿是串聯(lián)關(guān)系，在串聯(lián)電路中，消耗的電能與電阻成正比，故有?

QR+Qr=mv2=180J?       ①

                ②

由①②兩式解得：QR?=177J.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-4-17所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的方向垂直于xy平面(紙面)向里.具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動，則線框中的感應電流I(取逆時針方向的電流為正)隨時間t的變化圖線I-t圖可能是圖16-4-18中的(    )

圖16-4-17

圖16-4-18

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-4-17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1 m,導軌平面與水平面成θ=37°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0.2 kg、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.

圖16-4-17

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;

(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大小;

(3)在上問中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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如圖16-4-17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1 m,導軌平面與水平面成θ=37°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0.2 kg、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.

圖16-4-17

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;

(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,電阻R消耗的功率為8 W,求該速度的大小;

(3)在上問中,若R=2 Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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如圖16-4-17所示，在x≤0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場的方向垂直于xy平面(紙面)向里.具有一定電阻的矩形線框abcd位于xy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合.令線框從t=0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動，則線框中的感應電流I(取逆時針方向的電流為正)隨時間t的變化圖線I-t圖可能是圖16-4-18中的(    )

圖16-4-17

圖16-4-18

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