如圖4-4-11所示，水平放置的金屬導(dǎo)軌上連有電阻R，并處在垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.今從靜止起用力拉金屬棒ab（與軌道垂直），用以下兩種方式拉金屬棒.若拉力恒定，經(jīng)時(shí)間t1后ab的速度為v，加速度為a1，最終速度可達(dá)2v；若拉力的功率恒定，經(jīng)時(shí)間t2后ab的速度也是v，加速度為a2，最終速度可達(dá)2v.求a1和a2滿足的關(guān)系.

圖4-4-11

解答提示：第一種模式拉動(dòng)時(shí)，設(shè)恒力為F，由于最終速度為2v，即勻速，有：F=BI1L，I1=，所以F=；當(dāng)速度是v時(shí)ab棒所受安培力為F1，同理可得：F1=，此時(shí)的加速度為a1，由牛頓第二定律得：F－F1=ma1，聯(lián)立以上各式得a1=.

第二種模式拉動(dòng)時(shí)，設(shè)外力的恒定功率為P，最終的速度也是2v，由能量關(guān)系可知：

P=I12R=

速度為v時(shí)，ab棒所受的外力為F2，有：P=F2v，此時(shí)的加速度為a2，ab棒所受的安培力仍為F1，根據(jù)牛頓第二定律：F2－F1=ma2，聯(lián)立有關(guān)方程可以解得：a2=，所以有a2=3a1.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

有一個(gè)通電螺線管如圖4-4-11所示，在它的中央部分套有一個(gè)金屬環(huán)，當(dāng)圖中的開關(guān)合上時(shí)，關(guān)于環(huán)中感應(yīng)電流的方向及環(huán)所受磁場(chǎng)力的方向，下列判斷中正確的是（    ）

圖4-4-11

A.右視順時(shí)針，沿半徑向外                   B.右視逆時(shí)針，沿半徑向內(nèi)

C.右視順時(shí)針，沿半徑向內(nèi)                   D.右視逆時(shí)針，沿半徑向外

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科目：高中物理 來源： 題型：

固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形導(dǎo)線框abcd，邊長(zhǎng)為l，其中ab段是一電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻不計(jì)的銅質(zhì)導(dǎo)線，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里。現(xiàn)有一段與ab段的材料、粗細(xì)、長(zhǎng)度均相同的電阻絲PQ架在導(dǎo)線框上，如圖4-4-11所示，導(dǎo)線PQ以恒定的速度v從ad滑向bc，當(dāng)PQ滑過l的距離時(shí)，通過aP段電阻絲的電流為多大？方向如何？?

圖4-4-11

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-11所示，質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為m/2的均勻木板AB的中點(diǎn)，板放在水平地面上，可繞通過B點(diǎn)的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，板的A端系有輕繩，輕繩的另一端繞過兩個(gè)定滑輪后，握在人手中.當(dāng)人用力拉繩時(shí)，滑輪兩側(cè)的繩都保持豎直方向，要使A端離開地面，人作用于繩的最小拉力為多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-11所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為M的物塊，當(dāng)物塊（看作質(zhì)點(diǎn)）到轉(zhuǎn)軸的距離為r時(shí)，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩子剛好被拉直（繩子上張力為零）.已知物塊與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其正壓力的μ倍，求：

圖4-4-11

（1）當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度ω1=時(shí)，繩子的拉力是多大？

（2）當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度ω1=時(shí)，繩子的拉力是多大？

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