精英家教網(wǎng)如圖所示，U形導(dǎo)體框架寬L=1m，與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，垂直框面向上．在框架上垂直框邊放有一根質(zhì)量m=0.2kg、有效電阻R=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab，從靜止起沿框架無(wú)摩擦下滑，設(shè)框架電阻不計(jì)，框邊有足夠長(zhǎng)，取g=10m/s2，求：ab棒下滑的最大速度vm．
分析：導(dǎo)體棒ab向下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，此時(shí)棒受到重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力、安培力平衡，推導(dǎo)出安培力與速度關(guān)系式，由平衡條件求出最大速度vm．
解答：解：導(dǎo)體棒ab向下先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，由勻速運(yùn)動(dòng)的力平衡條件得：
mgsinα=FA
又FA=BIL，I=
BLvm
R

則得：FA=
B2L2vm
R

聯(lián)立得：vm=
mgRsinα
B2L2
=
0.2×10×0.1×0.5
0.2×0.2×1×1
m/s=2.5m/s
答：ab棒下滑的最大速度vm為2.5m/s．
點(diǎn)評(píng)：本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識(shí)的綜合題，推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式是關(guān)鍵，再根據(jù)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)用平衡條件進(jìn)行研究是常用的思路，也可以根據(jù)能量守恒定律求解．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2004?江蘇）如圖所示，U形導(dǎo)線(xiàn)框MNQP水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，導(dǎo)線(xiàn)MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為0.5m，橫跨在導(dǎo)線(xiàn)框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r=1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4．OΩ，電壓表為理想電表，其余電阻不計(jì)．若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線(xiàn)框間的摩擦．
（1）通過(guò)電阻R的電流方向如何？
（2）電壓表的示數(shù)為多少？
（3）若某一時(shí)刻撤去水平外力，則從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，U形導(dǎo)線(xiàn)框MNQP水平放置在 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，導(dǎo)線(xiàn)MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為L(zhǎng)=0.5m，橫跨在導(dǎo)線(xiàn)框上的導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0Ω，電壓表為理想電表，其余電阻不計(jì)．若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線(xiàn)框間的摩擦．求：
（1）通過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流大小和方向；
（2）電壓表的示數(shù)；
（3）若某一時(shí)刻撤去水平外力，則從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

    (04年江蘇理綜) (9分)如圖所示，U形導(dǎo)線(xiàn)框MNQP水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，導(dǎo)線(xiàn)MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為0.5m，橫跨在導(dǎo)線(xiàn)框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r＝1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0g，電壓表為理想電表，其余電阻不計(jì)。若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m／s向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線(xiàn)框間的摩擦。

(1)通過(guò)電阻及的電流方向如何? 

(2)電壓表的示數(shù)為多少?

(3)若某一時(shí)刻撤去水平外力，則從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為多少?

  

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

    (04年江蘇理綜) (9分)如圖所示，U形導(dǎo)線(xiàn)框MNQP水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線(xiàn)方向與導(dǎo)線(xiàn)框所在平面垂直，導(dǎo)線(xiàn)MN和PQ足夠長(zhǎng)，間距為0.5m，橫跨在導(dǎo)線(xiàn)框上的導(dǎo)體棒ab的電阻r＝1.0Ω，接在NQ間的電阻R=4.0g，電壓表為理想電表，其余電阻不計(jì)。若導(dǎo)體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m／s向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)線(xiàn)框間的摩擦。

(1)通過(guò)電阻及的電流方向如何? 

(2)電壓表的示數(shù)為多少?

(3)若某一時(shí)刻撤去水平外力，則從該時(shí)刻起，在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)1.0m的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量為多少?

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