如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直導(dǎo)軌所在的平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌間距離為L,質(zhì)量為m的金屬棒a b可沿導(dǎo)軌自由滑動,導(dǎo)軌的一端跨接一個電阻R,金屬棒和導(dǎo)軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒由靜止沿導(dǎo)軌向右拉,保持拉力的功率恒定,金屬棒最終以速度v作勻速直線運(yùn)動,求:
(1)通過金屬棒的電流方向如何?
(2)拉力的功率為多大?
(3)金屬棒的速度為
v
4
時加速度大小為多少?
精英家教網(wǎng)
(1)由右手定則可以判定通過金屬棒的電流方向為由b→a
(2)金屬棒運(yùn)動過程中受到拉力和安培力作用,勻速運(yùn)動時拉力與安培力大小相等.
勻速運(yùn)動時金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為  E=BLv  ①
此時拉力功率等于回路的電功率 P=
E2
R
  ②
解得 P=
B2L2v2
R
  ③
(3)金屬棒的速度為
v
4
時,安培力為 F=BIL=
B2L2v
4R
  ④
拉力滿足 F?
v
4
=P    
所以F=
4B2L2v
R
  ⑤
根據(jù)牛頓第二定律 F-F=ma  ⑥
解得 a=
15B2L2v
4Rm
  ⑦
答:
(1)通過金屬棒的電流方向為由b→a.
(2)拉力的功率為=
B2L2v2
R

(3)金屬棒的速度為
v
4
時加速度大小為
15B2L2v
4Rm
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌的間距為L=2m,左端連接一阻值為R=40Ω的電阻;把該裝置垂直于磁場、放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中.在導(dǎo)軌上放一電阻為r=10Ω的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;若在一拉力F的作用下,導(dǎo)體棒以v=10m/s的速度勻速向右運(yùn)動,求:
(1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少?
(2)電路中的感應(yīng)電流多大?電路中電流的方向如何(順時針或逆時針)?
(3)拉力F的值為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?靜安區(qū)模擬)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由移動,導(dǎo)軌左端M、P接一定值電阻,金屬棒和導(dǎo)軌電阻均不計,現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后,速度為v,加速度為a2,最終也以2v做勻速運(yùn)動,求a1和a2的比值?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?昆山市模擬)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直.已知金屬棒ab能沿導(dǎo)軌自由移動,且導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R,金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計.現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌以初速度v0開始向右拉動,若保持拉力恒定不變,經(jīng)過時間t1后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動.若再使金屬棒仍以初速度v0開始,保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a2,最終以速度2v做勻速運(yùn)動.則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行的金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面成一角,導(dǎo)軌上端cd通過電阻R連接(不計電路中的其它電阻),勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.若金屬桿ab以沿平行于導(dǎo)軌平面大小為2
gh
的初速度從金屬導(dǎo)軌的底端向上滑行,達(dá)到距離導(dǎo)軌底端水平面的最大高度為h,后又沿導(dǎo)軌平面返回下滑至導(dǎo)軌底端原處,在這過程中金屬桿(  )
A、上行過程中流過電阻R上的感應(yīng)電流的方向是由c端流向d端
B、上行時間小于下行時間
C、上行過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量比下行時的大
D、上行過程導(dǎo)體桿ab受到的磁場力的沖量的大小跟下行時的不相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行導(dǎo)軌水平放置在勻強(qiáng)磁場中,磁場垂直導(dǎo)軌所在平面,金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由滑動,導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R,導(dǎo)軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)過時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運(yùn)動;若保持拉力的功率P恒定,棒由靜止經(jīng)時間t2后速度為v,加速度為a2,最終也以速度2v做勻速運(yùn)動,則( 。

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