如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導(dǎo)軌，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動，過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時間圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計.

(1) 求R的阻值.
(2) 當(dāng)棒的位移為100m時，其速度已經(jīng)達(dá)到了最大速度10m/s，求在此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量.
（1）（2）20J

試題分析：(1)（5分）在0時刻棒受到拉力F和摩擦力f的作用,加速度等于直線AO的斜率.
據(jù)牛頓第二定律      由圖知 
由以上兩式得 
當(dāng)棒達(dá)到最大速度v時,電動勢為E,電流為I,棒受到的安培力為F安,則
                
此時棒處在平衡狀態(tài)   由以上公式得  
（2）（5分）電阻R上產(chǎn)生的熱量等于過程中導(dǎo)體棒克服安培力所的功W
由動能定理   帶入數(shù)據(jù)得  
則：此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量為20J
點評：在解題中要注意分析過程，通過愛力分析找出力和運(yùn)動的關(guān)系；再分析各力的做功情況，可利用能量守恒或功能關(guān)系求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個剛性的矩形銅制線圈從高處自由下落，進(jìn)入一水平的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，然后穿出磁場區(qū)域繼續(xù)下落，已知磁場區(qū)域的高度大于線圈的高度，則下列判斷中正確的是
A．若線圈進(jìn)入磁場時是減速運(yùn)動，則離開磁場時也是減速運(yùn)動
B．若線圈進(jìn)入磁場時是減速運(yùn)動，則離開磁場時是加速運(yùn)動
C．若線圈進(jìn)入磁場時是勻速運(yùn)動，則離開磁場時也是勻速運(yùn)動
D．若線圈進(jìn)入磁場時是加速運(yùn)動，則離開磁場時也是加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

圖中回路豎直放在勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直于回路平面向外，導(dǎo)體AC可以貼著光滑豎直長導(dǎo)軌下滑．設(shè)回路的總電阻恒定為R，當(dāng)導(dǎo)體AC從靜止開始下落后，下面敘述中正確的說法有     (     )
A．導(dǎo)體下落過程中，機(jī)械能不守恒
B．導(dǎo)體加速下落過程中，導(dǎo)體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為在電阻上產(chǎn)生的熱量
C．導(dǎo)體加速下落過程中，導(dǎo)體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體增加的動能和回路中增加的內(nèi)能
D．導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定速度后的下落過程中，導(dǎo)體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為回路中增加的內(nèi)能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，電阻不計的光滑U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距d="0.5" m，導(dǎo)軌一端接有R="4.0" Ω的電阻。有一質(zhì)量m="0.1" kg、電阻r="1.0" Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置。整個裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.2" T。現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab，使它以v="10" m/s的速度向右做勻速運(yùn)動。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。

（1）求金屬棒ab兩端的電壓；
（2）若某時刻撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動，求電阻R產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一對平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻忽略不計的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動（棒MN在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸），當(dāng)電阻R產(chǎn)生熱量Q =" 5.8" J時獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過電阻R的電量q =" 2.8" C（g取10m/s2），求：

(1)棒MN達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？
(2)棒MN從靜止開始到穩(wěn)定速度的時間是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖：a、b二銅線框由同一高度從靜止同時釋放，a導(dǎo)線粗，b導(dǎo)線細(xì)。經(jīng)過同一水平方向的勻強(qiáng)磁場，則（   ）
A．a(chǎn)先落地B．b先落地
C．同時落地D．不能確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個帶有中心軸的金屬圓圈a和b，其上都有多根輻向金屬條，現(xiàn)用兩根金屬導(dǎo)線分別將它們的中心軸與對方的邊緣接觸，整套裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如右圖所示，不計一切摩擦．若圓圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動時，則圓圈b的轉(zhuǎn)動情況是(　   　)
A．逆時針轉(zhuǎn)動
B．順時針轉(zhuǎn)動
C．圓圈b的角速度等于圓圈a的角速度ω
D．圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架，框架的上端接有一電容量為C的電容器�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m，長為L的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無摩擦，棒離地面高度為h。強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面相垂直。開始時電容器不帶電。自靜止起將棒釋放，問棒落到地面需要多少時間？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，豎直放置、寬度L＝1.0m的框架上，放有一質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝1.0Ω的導(dǎo)體棒MN，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框架平面垂直。用電動機(jī)無初速牽引導(dǎo)體棒上升，當(dāng)上升到h＝3.8m時，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量Q＝2.0J，電動機(jī)牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U＝7.0V、I＝1.0A，電動機(jī)內(nèi)阻r＝1.0Ω。不計其它電阻及一切摩擦，導(dǎo)體棒與框架始終接觸良好，取重力加速度g＝10 m/s2 。求：

（1）棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度的大小v；
（2）棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時間t。

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