如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO1O1′O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場，磁感強度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab，垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊界相距d0．現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計）．求：
（1）在圖中標出當棒ab進入磁場后流過電阻R的電流方向；
（2）棒ab在離開磁場右邊界時的速度；
（3）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能．
（1）由右手定則可知，通過導(dǎo)體棒ab的電流由b流向a，則流過電阻R的電流方向由M指向P；

（2）ab棒離開磁場右邊界前做勻速運動，設(shè)速度為vm，
則：E=Blvm，I=
E
R+r
，
導(dǎo)體棒受到的安培力：FB=BIL，
對ab棒勻速運動有平衡條件得：F=FB=BIL，
解得：vm=
F(R+r)
B2l2
；
（3）對ab棒從啟動到離開磁場右界，
由能量守恒可得：F(d0+d)=W電+
1
2
m
v2m
，
解得，回路中消耗的電能：W電=F(d0+d)-
mF2(R+r)2
2B4l4
；
答：（1）電流方向如圖所示；（2）棒ab在離開磁場右邊界時的速度為
F(R+r)
B2L2
；（3）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能F(d0+d)-
mF2(R+r)2
2B4l4
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：多選題

如圖所示，在一根軟鐵棒上繞有一個線圈，a、b是線圈的兩端，a、b分別與平行導(dǎo)軌M、N相連，有勻強磁場與導(dǎo)軌面垂直，一根導(dǎo)體棒橫放在兩導(dǎo)軌上，要使a點的電勢比b點的電勢高，則導(dǎo)體棒在兩根平行的導(dǎo)軌上應(yīng)該（　　）
A．向左加速滑動B．向左減速滑動
C．向右加速滑動D．向右減速滑動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

光滑M形導(dǎo)軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強磁場中，已知導(dǎo)軌寬L=0.5m，磁感應(yīng)強度B=0.2T．有阻值為0.5W的導(dǎo)體棒AB緊挨導(dǎo)軌，沿著導(dǎo)軌由靜止開始下落，如圖所示，設(shè)串聯(lián)在導(dǎo)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(dǎo)體棒AB在下落過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向和AB棒受到的磁場力的方向．
（2）當導(dǎo)體棒AB的速度為5m/s（設(shè)并未達到最大速度）時，其感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的大小各是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為El；若磁感應(yīng)強度增為2B，其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2．則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比El：E2分別為（　�。�
A．c→a，2：1B．a(chǎn)→c，2：1C．a(chǎn)→c，1：2D．c→a，1：2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為r，電阻的值為2R．金屬桿oa一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn)，另一端a擱在環(huán)上，電阻值為R．另一金屬桿ob一端固定在O點，另一端b固定在環(huán)上，電阻值也是R．加一個垂直圓環(huán)的磁感強度為B的勻強磁場，并使oa桿以角速度勻速旋轉(zhuǎn)．如果所有觸點接觸良好，ob不影響oa的轉(zhuǎn)動，求流過oa的電流的范圍．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一金屬棒ab可沿接有電阻R的足夠長的豎直導(dǎo)體框架無摩擦且與框保持良好接觸地滑動，已知框架間有方向如圖的勻強磁場，不計其余電阻．那么在棒ab由靜止開始沿框架下落至穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，以下說法正確的是（　　）
A．電阻上的焦耳熱等于重力做的功
B．克服安培力做的功等于金屬棒機械能的增量
C．重力與安培力做的功的和等于金屬棒機械能的增量
D．重力做功等于電阻上的焦耳熱與金屬棒動能增量之和

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的粗糙斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上虛線aa′和bb′與斜面底邊平行，且間距為d=0.1m，在aa′bb′圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=1T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.01kg，總電阻為R=1Ω，邊長也為d=0.1m的正方形金屬線圈MNPQ，其初始位置PQ邊與aa′重合，現(xiàn)讓金屬線圈以一定初速度沿斜面向上運動，當金屬線圈從最高點返回到磁場區(qū)域時，線圈剛好做勻速直線運動．已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，不計其他阻力，求：
（1）線圈向下返回到磁場區(qū)域時的速度；
（2）線圈向上離開磁場區(qū)域時的動能；
（3）線圈向下通過磁場過程中，線圈電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，間距為L=0.9m的兩金屬導(dǎo)軌足夠長，與水平面成37°角平行放置．導(dǎo)軌兩端分別接有電阻R1和R2，且R1=R2=10Ω，導(dǎo)軌電阻不計．初始時S處于閉合狀態(tài)，整個裝置處在勻強磁場中，磁場垂直導(dǎo)軌平面向上．一根質(zhì)量為m=750g的導(dǎo)體棒ab擱放在金屬導(dǎo)軌上且始終與導(dǎo)軌接觸良好，棒的有效電阻為r=1Ω．現(xiàn)釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒由靜止沿導(dǎo)軌下滑，達到穩(wěn)定狀態(tài)時棒的速率為v=1m/s，此時整個電路消耗的電功率為棒的重力功率的四分之三．取g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）穩(wěn)定時導(dǎo)體棒中勻強磁場磁感應(yīng)強度B；
（2）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）斷開S后，導(dǎo)體棒的最終速率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，勻強磁場的磁感強度為0.5T，方向垂直紙面向里，當金屬棒ab在水平恒力作用下沿光滑導(dǎo)軌水平向左勻速運動時，電阻R上消耗的功率為2w，已知電阻R=0.5Ω，導(dǎo)軌間的距離l=0.4m，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒的電阻r=0.1Ω，求：
（1）金屬棒ab中電流的方向；
（2）金屬棒勻速滑動的速度；
（3）水平恒力的大小．

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