如圖所示，MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計(jì)．導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.0T的勻強(qiáng)磁場垂直．質(zhì)量m=6.0×10-2kg、電阻r=0.5Ω的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸．導(dǎo)軌兩端分別接有阻值均為3.0Ω的電阻R1和R2．重力加速度取10m/s2，且導(dǎo)軌足夠長，若使金屬桿ab從靜止開始下滑，求：
（1）桿下滑的最大速率vm；
（2）穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P；
（3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U．
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（1）已知ab桿的電阻r=0.5Ω，R1和R2并聯(lián)的總電阻為R=1.5Ω，電路的總電阻 r+R=2.0Ω
 ab桿勻速下滑時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 ?=Blvm
感應(yīng)電流 I=
? 
R+r

∴ab桿所受的安培力 F=BIl=
B2l2vm
R+r
   
又由平衡條件得 mg=F
∴聯(lián)立解得 vm=
mg(R+r)
B2l2
=0.3m/s
（2）由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：P=mgvm=0.18W
（3）通過ab桿的電流 I=
Blvm
R+r
=0.3A
∴R2兩端的電壓 U=IR=0.45V
答：
（1）桿下滑的最大速率vm為0.3m/s．
（2）穩(wěn)定后整個電路耗電的總功率P為0.18W；
（3）桿下滑速度穩(wěn)定之后電阻R2兩端的電壓U為0.45V．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?天津模擬）如圖所示，MN和PQ為固定在絕緣水平面上兩平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端MP間接有阻值為R1=2Ω導(dǎo)線；導(dǎo)軌右端接有與水平軌道相切、半徑r=0.5m內(nèi)壁光滑的半圓金屬軌道．導(dǎo)軌間距L=0.4m，電阻不計(jì)．導(dǎo)軌所在平面abcd區(qū)域內(nèi)有豎直向上B=0.5T的勻強(qiáng)磁場．導(dǎo)軌上長度也為0.4m、質(zhì)量m=0.6kg、電阻R2=1Ω的金屬棒AB以v0=6m/s速度進(jìn)入磁場區(qū)域，離開磁場區(qū)域后恰好能到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)，運(yùn)動中金屬棒始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．已知重力加速度g=10m/s2．求：
（1）金屬棒AB剛滑出磁場右邊界cd時的速度v的大�。�
（2）金屬棒滑過磁場區(qū)的過程中，導(dǎo)線R1中產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ為兩個光滑的電阻不計(jì)的水平金屬導(dǎo)軌，變壓器為理想變壓器，今在水平導(dǎo)軌部分加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場，則以下說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ是相距40cm的平行金屬導(dǎo)軌，一根電阻R1=3Ω的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動，兩塊相互平行，相距20cm且水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在ab間的電阻R2=1Ω，導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻可忽略不計(jì)，先將整個裝置放在圖示的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速率v勻速沿導(dǎo)軌運(yùn)動時，能使一個質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)電微粒也以速率v在兩金屬板空間做勻速圓周運(yùn)動而不觸及兩板．求：
（1）金屬棒ab的運(yùn)動方向．
（2）ab勻速運(yùn)動速度的取值范圍．
（3）若帶電微粒在勻強(qiáng)磁場中從圖所示開始運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動位移達(dá)到
2
mv
Bq
時的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?河?xùn)|區(qū)二模）如圖所示，MN和PQ是豎直放置相距1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌，（導(dǎo)軌足夠長，電阻不計(jì)），其上方連有R1=9Ω的電阻和兩塊水平放置相距d=20cm的平行金屬板，A、C，金屬板長L=1m，將整個裝置放置在如圖所示的方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，現(xiàn)使電阻R2=1Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌MN、PQ接觸，并由靜止釋放，當(dāng)其下落h=10m時恰能勻速運(yùn)動（運(yùn)動中ab棒始終保持水平狀態(tài)，且與導(dǎo)軌接觸良好），此時將一質(zhì)量m1=0.45g，帶電荷量q=1.0×10-4C的微粒放置在A、C金屬板的正中央，微粒恰好靜止，（g=10m/s2，設(shè)兩板間的電場為勻強(qiáng)電場），求：
（1）微粒帶何種電荷？ab棒的質(zhì)量m2為多少？
（2）金屬棒自靜止釋放到剛好勻速運(yùn)動的過程中，損失的機(jī)械能為多少？
（3）若使微粒突然獲得豎直向下的初速度v0，但運(yùn)動過程中不能碰到金屬板，對初速度v0有何要求？該微粒第一次發(fā)生大小為
2
m1v0
Bq
的位移，需多長時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ是相距l(xiāng)=40cm的平行金屬導(dǎo)軌，一根電阻r=0.3Ω的金屬棒ab可緊貼平行導(dǎo)軌運(yùn)動．兩塊相互平行，相距d=20cm，且水平放置的金屬板A和C分別與兩金屬導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.1Ω，導(dǎo)軌和連接導(dǎo)線的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)將整個裝置放置在圖示的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速率v勻速沿導(dǎo)軌運(yùn)動時，恰能使一個帶負(fù)電的微粒也以速率v在兩金屬板間做勻速圓周運(yùn)動．重力加速度g取10m/s2，求：
（1）金屬棒ab的運(yùn)動方向；
（2）金屬棒ab勻速運(yùn)動速度v的取值范圍．

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