如圖，寬度L=0.5m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布將質(zhì)量m=0.1kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)，金屬棒從x0=1m處以v0=2m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a=2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用，求：
（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；
（3）為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4s過(guò)程中通過(guò)ab的電量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過(guò)0.4s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離s，以及0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入求結(jié)果。
解：（1）金屬棒僅受安培力作用，其大小F=ma=0.1×2=0.2N
金屬棒運(yùn)動(dòng)0.5m，框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功
所以Q= Fs=0.2×0.5=0.1J
（2）金屬棒所受安培力為F=BIL 

所以
由于棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
所以
（3）錯(cuò)誤之處是把0.4s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入進(jìn)行計(jì)算
正確的解法是q= It ，因?yàn)镕= BIL= ma
所以。
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：

如圖，寬度L=1m的足夠長(zhǎng)的U形金屬框架導(dǎo)軌水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用恒定的水平牽引力F=3N從靜止拉動(dòng)棒（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直），（框架電阻不計(jì)，g取10m/s2），問(wèn)：
（1）ab棒的穩(wěn)定速度多大？
（2）ab棒速度為1m/s時(shí)棒的加速度多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二上學(xué)期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框架寬度L="0.5" m，接有電阻R="0.2" Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.4" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面方向向下，僅有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框架滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻不計(jì)，當(dāng)ab以v="4" m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)。試求：

（1） 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
（2） 要維持ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在ab上的水平力大小
（3） 電阻R上產(chǎn)生的熱功率

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科目：高中物理 來(lái)源：2014屆吉林省高二上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框架寬度L=0.5 m，接有電阻R=0.2 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面方向向下，僅有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無(wú)摩擦地沿框架滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻不計(jì)，當(dāng)ab以v=4 m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)。試求：

（1） 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

（2） 要維持ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在ab上的水平力大小

（3） 電阻R上產(chǎn)生的熱功率

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年福建省高二下學(xué)期期中考試物理試題（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)體框架的寬度l = 0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量m = 0.2 kg，有效電阻R = 2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始沿框架下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)體棒截面的電量共為Q = 2 C。求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

（2）導(dǎo)體棒從開(kāi)始下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程中，導(dǎo)體棒的電阻產(chǎn)生的焦耳熱。

（sin 37°= 0.6，cos 37°= 0.8，g = 10m/s2）

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年三明一中下學(xué)期第一次月考物理試卷3月 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑U形導(dǎo)體框架的寬度L = 0.5 m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量m = 0.2 kg，有效電阻R = 2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始沿框架下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)體棒截面的電量共為Q = 2 C。求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度；

（2）導(dǎo)體棒從開(kāi)始下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)這一過(guò)程中，導(dǎo)體棒的電阻消耗的電功。（sin 37°= 0.6  cos 37°= 0.8  g = 10m/s2）

 

 

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