如圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角α，導軌電阻不計．勻強磁場垂直導軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點計時器（圖中未畫出），且能正常工作．在兩金屬導軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時接通打點計時器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點跡的時間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應強度為B有多大？
（2）當金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱．
（1）根據(jù)圖乙紙帶上打出的點跡可看出，金屬棒最終做勻速運動，且速度最大，
最大值為vm=2m/s，
當達到最大速度時，則有mgsinα=F安
因F安=ILB
I=
BLvm
R總

其中R總=6R
所以mgsinα=
B2L2vm
R總

解得B=
3RTmgsinα
L2S

（2）由能量守恒知，放出的電熱Q=mg?2s0sinα-
1
2
m
v2m

代入上面的vm值，可得Q=2mgs0sinα-
2ms
T2

答：（1）磁感應強度為B為
3RTmgsinα
L2S
；
（2）當金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱2mgs0sinα-
2ms
T2
．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

足夠長光滑導軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，已知導軌寬L=0.5m，磁感應強度B=2T．有阻值為0.5Ω，質(zhì)量為0.2kg的導體棒AB緊挨導軌，沿著導軌由靜止開始下落，如圖所示，設串聯(lián)在導軌中的電阻R阻值為2Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均不計．
問：（1）導體棒AB在下落過程中達到的最大速度為多少？
（2）當導體棒AB的速度為3m/s時，求此時棒的加速度？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，固定于水平面的U型金屬導軌abcd，電阻不計，導軌間距L=1.0m，左端接有電阻R=2Ω．金屬桿PQ的質(zhì)量m=0.2Kg，電阻r=1Ω，與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.2，滑動時保持與導軌垂直．在水平面上建立x0y坐標系，x≥0的空間存在豎直向下的磁場，磁感應強度僅隨橫坐標x變化．金屬桿受水平恒力F=2.4N的作用，從坐標原點開始以初速度v0=1.0m/s向右作勻加速運動，經(jīng)t1=0.4s到達x1=0.8m處，g取10m/s2．
求：
（1）磁感應強度與橫坐標x應滿足的關系；
（2）金屬桿運動到x1處，PQ兩點間的電勢差；
（3）金屬桿從開始運動到B=
3
2
T處的過程中克服安培力所做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導軌，間距為L=30cm，處在豎直向下、磁感應強度大小為B=10T的勻強磁場中．一導體桿ef垂直于P、Q放在導軌上，在外力作用下向左以v=8m/s做勻速直線運動．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.64Kg、每邊電阻為r=10Ω、邊長為s=20cm的正方形金屬框abcd用一個插銷拴著，固定置于豎直平面內(nèi)，兩頂點a、b通過細導線與導軌相連，磁感應強度大小也為B=10T的勻強磁場垂直金屬框向里，不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力，g=10m/s2求：
（1）通過ab邊的電流Iab
（2）導體桿ef所受外力F的大��；
（3）通過計算說明，拔掉插銷后，金屬框abcd處于什么運動狀態(tài)？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，虛線abcd為水平放置的矩形勻強磁場區(qū)域，方向豎直向下，圓形閉合金屬線框以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動．如圖所示給出的是金屬線框的四個可能到達的位置，則圓形線框的速度可能為零的位置是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，光滑金屬導軌互相平行，間距為L，導軌平面與水平面夾角為θ．放在一個范圍較大的豎直向上的磁感強度為B的勻強磁場中．將一根質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導軌擱在導軌上．當ab最后在導軌上以v勻速下滑時，與導軌相連的小燈炮D正好正常發(fā)光，若不計導軌、金屬棒ab的電阻，則D的額定功率為多少？燈絲此時的電阻為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲足夠長的平行光滑金屬導軌ab、cd傾斜放置，兩導軌之間的距離為L=0.5m，導軌平面與水平面間的夾角為θ=30°，導軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4Ω的電阻，下端b、d之間接有一阻值為R2=4Ω的小燈泡．有理想邊界的勻強磁場垂直于導軌平面向上，虛線ef為磁場的上邊界，ij為磁場的下邊界，此區(qū)域內(nèi)的感應強度B，隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒MN，從距離磁場上邊界ef的一定距離處，從t=0時刻開始由靜止釋放，金屬棒MN從開始運動到經(jīng)過磁場的下邊界ij的過程中，小燈泡的亮度始終不變．金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1Ω，其余部分的電阻忽略不計，ef、ij邊界均垂直于兩導軌．重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小燈泡的實際功率；
（2）金屬棒MN穿出磁場前的最大速率；
（3）整個過程中小燈泡產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在傾角為口的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小均為B的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ磁場方向垂直斜面向下，區(qū)域Ⅱ磁場方向垂直斜面向上，磁場寬度均為L，一個質(zhì)量為m，電阻為R，邊長也為L的正方形線框，由靜止開始下滑，沿斜面滑行一段距離后ab邊剛越過ee′進入磁場區(qū)域時，恰好做勻速直線運動，若當ab邊到達gg′與ff′的中間位置時，線框又恰好做勻速直線運動．求：
（1）當ab邊到達gg′與ff′的中間位置時做勻速直線運動的速度v．
（2）當ab邊剛越過ff′進入磁場區(qū)域Ⅱ時，線框的加速度a．
（3）線框從ab邊開始進入磁場Ⅰ至ab邊到達gg′與ff′的中間位置的過程中產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導線框abcd放在光滑的平行導軌上，與導軌接觸良好，現(xiàn)使導線框abcd向右運動，G1、G2是兩只電流表，則（　�。�
A．G1、G2中都有電流通過
B．G1、G2中都沒有電流通過
C．只有G1中有電流通過
D．只有G2中有電流通過

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