精英家教網(wǎng)如圖所示，U形導體框架寬L=1m，與水平面成α=30°角傾斜放置在勻強磁場中，磁感應強度B=0.2T，垂直框面向上．在框架上垂直框邊放有一根質量m=0.2kg、有效電阻R=0.1Ω的導體棒ab，從靜止起沿框架無摩擦下滑，設框架電阻不計，框邊有足夠長，取g=10m/s2，求：ab棒下滑的最大速度vm．
分析：導體棒ab向下先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動，速度達到最大，此時棒受到重力、支持力、滑動摩擦力、安培力平衡，推導出安培力與速度關系式，由平衡條件求出最大速度vm．
解答：解：導體棒ab向下先做加速度減小的加速運動，后做勻速運動，速度達到最大，由勻速運動的力平衡條件得：
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．
點評：本題是電磁感應與力學知識的綜合題，推導出安培力與速度的關系式是關鍵，再根據(jù)導體棒的運動狀態(tài)，運用平衡條件進行研究是常用的思路，也可以根據(jù)能量守恒定律求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?江蘇）如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒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．若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦．
（1）通過電阻R的電流方向如何？
（2）電壓表的示數(shù)為多少？
（3）若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在 磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為L=0.5m，橫跨在導線框上的導體棒ab的質量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．若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m/s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦．求：
（1）通過導體棒ab的電流大小和方向；
（2）電壓表的示數(shù)；
（3）若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒的運動的過程中，回路中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

    (04年江蘇理綜) (9分)如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒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。若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m／s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦。

(1)通過電阻及的電流方向如何? 

(2)電壓表的示數(shù)為多少?

(3)若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少?

  

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科目：高中物理 來源： 題型：

    (04年江蘇理綜) (9分)如圖所示，U形導線框MNQP水平放置在磁感應強度B=0.2T的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線MN和PQ足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒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。若導體棒在水平外力作用下以速度ν=2.0m／s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦。

(1)通過電阻及的電流方向如何? 

(2)電壓表的示數(shù)為多少?

(3)若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少?

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