精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根不計(jì)電阻的傾斜平行導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=37°，底端接電阻R=1.5Ω．金屬棒a b的質(zhì)量為m=0.2kg．電阻r=0.5Ω，垂直擱在導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始下滑，金屬棒a b與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，虛線為一曲線方程y=0.8sin（
π12
x）m與x軸所圍空間區(qū)域存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．  
問(wèn)：當(dāng)金屬棒a b運(yùn)動(dòng)到Xo=6m處時(shí)，電路中的瞬時(shí)電功率為0.8w，在這一過(guò)程中，安培力對(duì)金屬棒ab做了多少功？
分析：根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，根據(jù)功率的功率求出電路中總電功率．根據(jù)電功率的大小求出此時(shí)棒的瞬時(shí)速度，結(jié)合動(dòng)能定理求出克服安培力做功的大�。�
解答：解：金屬棒a b從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至X0=6m處，曲線方程
y′=0.8sin（
π
12
X0）m    ①
設(shè)金屬棒在X0處的速度為V′，切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E′
則E′=B y′V′②
此時(shí)電路中消耗的電功率為P′
P′=
E′2
R+r
     ③
此過(guò)程中安培力對(duì)金屬棒做功為W安，
根據(jù)動(dòng)能定理
mgsin37°?S-μmgcos37°?S+W安=
1
2
m V′2      ④
由（1）～（4）式聯(lián)解得  W安=-3.8 J          
答：在這一過(guò)程中，安培力對(duì)金屬棒a b做了-3.8J的功．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了動(dòng)能定理、串聯(lián)電路、閉合電路的歐姆定律、電功率等等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生能力要求較高，需加強(qiáng)訓(xùn)練．
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：

如圖所示，兩根豎直固定的金屬導(dǎo)軌ad和bc相距l(xiāng)=0.2m，另外兩根水平金屬桿MN和EF可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑動(dòng)，MN桿和EF桿的電阻分別為0.2Ω（豎直金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)），EF桿放置在水平絕緣平臺(tái)上，回路NMEF置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，試求：
（1）EF桿不動(dòng)，MN桿以0.1m/s的速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿MN兩端哪端的電勢(shì)高？MN兩端電勢(shì)差為多大？
（2）當(dāng)MN桿和EF桿的質(zhì)量均為m=10-2kg．MN桿須有多大的速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，EF桿將開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)？此時(shí)拉力的功率為多大？

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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，兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，上端接有兩個(gè)定值電阻R1、R2，已知R1=R2=2r．將質(zhì)量為m、電阻值為r的金屬棒從圖示位置由靜止釋放，下落過(guò)程中金屬棒保持水平且與導(dǎo)軌接觸良好．自由下落一段距離后金屬棒進(jìn)入一個(gè)垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為h．金屬棒出磁場(chǎng)前R1、R2的功率均已穩(wěn)定為P．則金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為
 
，整個(gè)過(guò)程中通過(guò)電阻R1的電量為
 
．（已知重力加速度為g）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?淮安模擬）如圖所示，兩根等高光滑的
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圓弧軌道，半徑為r、間距為L(zhǎng)，軌道電阻不計(jì)．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開(kāi)始下滑，到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg．整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求：
（1）棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小和通過(guò)電阻R的電流．
（2）棒從ab下滑到cd過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過(guò)R的電荷量．
（3）若棒在拉力作用下，從cd開(kāi)始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在到達(dá)ab的過(guò)程中拉力做的功為多少？

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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，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，相距0.3m，導(dǎo)軌左端PQ間用電阻R=0.2Ω相連接，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上停放著一金屬桿MN，桿的電阻為0.1Ω，質(zhì)量為0.1kg，始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度為0.5T．現(xiàn)對(duì)金屬桿施加適當(dāng)?shù)乃搅Γ箺U由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，問(wèn)：
（1）要使P點(diǎn)電勢(shì)高于Q點(diǎn)電勢(shì)，桿應(yīng)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？
（2）當(dāng)金屬桿的速度v=2m/s時(shí)，電阻R上消耗的電功率多大？
（3）要使電阻R上的電壓每秒均勻增加0.05V，桿的加速度a應(yīng)為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：2012-2013學(xué)年江蘇省南通市高三第三次調(diào)研測(cè)試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根等高光滑的圓弧軌道，半徑為r、間距為L(zhǎng)，軌道電阻不計(jì)．在軌道頂端連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)有一根長(zhǎng)度稍大于L、質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒從軌道的頂端ab處由靜止開(kāi)始下滑，到達(dá)軌道底端cd時(shí)受到軌道的支持力為2mg．整個(gè)過(guò)程中金屬棒與導(dǎo)軌電接觸良好，求：

（1）棒到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小和通過(guò)電阻R的電流．

（2）棒從ab下滑到cd過(guò)程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱和通過(guò)R的電荷量．

（3）若棒在拉力作用下，從cd開(kāi)始以速度v0向右沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在到達(dá)ab的過(guò)程中拉力做的功為多少？

 

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