足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L(zhǎng)．垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計(jì)．如圖所示，用恒力F沿導(dǎo)軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm，ts末金屬桿的速度為v1，前ts內(nèi)金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：
（1）金屬桿速度為v1時(shí)加速度的大小；
（2）整個(gè)系統(tǒng)在前ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量．
（1）設(shè)金屬桿和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)桿運(yùn)動(dòng)的速度為vm時(shí)，金屬桿所受的安培力大小為
FA=BIL=BL?
BLvm
R
=
B2L2vm
R
①
根據(jù)平衡條件得：
F+mgsinα-FA-μmgcosα=0 ②
當(dāng)桿的速度為v1時(shí)，有
F+mgsinα-
B2L2v1
R
-μmgcosα=ma ③
聯(lián)立以上三式解得：a=
B2L2(vm-v1)
mR

（2）t s末金屬桿的速度為v1，前ts內(nèi)金屬桿的位移為x．
由能的轉(zhuǎn)化與守恒得焦耳熱為：Q1=Fx+mgsinα-μmgcosα-
1
2
m
v21

答：
（1）金屬桿速度為v1時(shí)加速度的大小為
B2L2(vm-v1)
mR
；
（2）整個(gè)系統(tǒng)在前ts內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Fx+mgsinα-μmgcosα-
1
2
m
v21
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

關(guān)于對(duì)楞次定律的理解，下面說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)的磁通量的變化
B．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，總是跟原磁場(chǎng)方向相同
C．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，總是跟原磁碭方向相反
D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可以跟原磁場(chǎng)方向相同，也可以相反

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其左側(cè)有一個(gè)用金屬絲制成的半徑也為R的圓形線框，線框以水平速度v勻速通過(guò)整個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，設(shè)電流逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎畡t線框從進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，
到完全通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律可能正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平內(nèi)，導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì)，上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd構(gòu)成矩形回路．導(dǎo)體棒ab和cd的質(zhì)量之比為m1：m2=2：1，電阻相同，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，開(kāi)始時(shí)，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0，最后兩棒ab和cd達(dá)到穩(wěn)定后的速度分別為v1、v2，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．對(duì)m1、m2組成的系統(tǒng)，動(dòng)量守恒，則穩(wěn)定后的速度之比v1：v2=1：2
B．兩棒從開(kāi)始至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)程中，產(chǎn)生的總勢(shì)量等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少
C．同一時(shí)間段，通過(guò)兩棒的電量不一定始終相同
D．棒ab產(chǎn)生的熱量不等于棒ab動(dòng)能的減少

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

（A）兩根足夠長(zhǎng)的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，上端接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C．有一個(gè)質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab，水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且可無(wú)摩擦地滑動(dòng)．空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下，以速度v勻速向上運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣的阻力．求：
（1）拉力F的大�。�
（2）在ab向上運(yùn)動(dòng)距離為h的過(guò)程中整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）電容器左右兩板那一板帶正電，所帶的電荷量q為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，在光滑絕緣的水平面上有一個(gè)用一根均勻?qū)w圍成的正方形線框abcd，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊，圖中虛線MN為磁場(chǎng)的左邊界．線框在拉力F的作用下向右運(yùn)動(dòng)，其中ab邊保持與MN平行，則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程線框受到的安培力向右
B．進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)
C．進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程若要線框做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F變大
D．進(jìn)入磁場(chǎng)后若要線框做勻速直線運(yùn)動(dòng)拉力為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

水平面中的平行導(dǎo)軌P、Q相距L，它們的右端與電容為C的電容器的兩塊極板分別相連如圖所示，直導(dǎo)線ab放在P、Q上與導(dǎo)軌垂直相交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)導(dǎo)軌面．若發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)軌P相連的電容器極板上帶負(fù)電荷，則ab向______沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；如電容器的帶電荷量為Q，則ab滑動(dòng)的速度v=______．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為υ，則金屬棒ab在這一過(guò)程中（　�。�
A．加速度大小為
v2
2L
B．下滑位移大小為
qR
BL
C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLυ
D．受到的最大安培力大小為
B2L2υ
R
sinθ

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l=0.50m，電阻不計(jì)．M、M′間接有阻值R=1.6Ω的電阻．金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬棒ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v=10m/s，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒ab與導(dǎo)軌保持良好接觸．已知金屬棒ab接入電路部分的阻值r=0.40Ω．求：
（1）金屬棒ab中電流I的大小和方向；
（2）1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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