如圖所示，兩條平行的足夠長的光滑金屬導軌與水平面成α=53°角，導軌間距離L=0.8m．其上端接一電源和一固定電阻，電源的電動勢E=1.5V，其內(nèi)阻及導軌的電阻可忽略不計．固定電阻R=4.5Ω．導體棒ab與導軌垂直且水平，其質(zhì)量m=3×10-2kg，電阻不計．整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T．（g=10m/s2  sin53°=0.8  cos53°=0.6 ）
（1）將ab棒由靜止釋放，最終達到一個穩(wěn)定的速度，求此時電路中的電流．
（2）求ab穩(wěn)定時的速度．
（3）求ab棒以穩(wěn)定速度運動時電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率PQ及ab棒重力的功率PG．
從計算結(jié)果看兩者大小關(guān)系是怎樣的？請解釋為什么有這樣的關(guān)系？
精英家教網(wǎng)

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（1）ab棒勻速運動時，達到穩(wěn)定速度，由平衡條件得
   mgsinα=BILcosα 
解得：I=
mgtanα
BL
=1A               
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得
   I=
BLvcosα-E
R

代入數(shù)據(jù)解得：v=25m/s
（3）穩(wěn)定速度運動時電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率PQ=I2R=4.5W，
ab棒重力的功率PG=mgvsinα=6W
則焦耳熱功率PQ小于ab棒重力的功率PG，是因為重力勢能的減少量，一部分轉(zhuǎn)化成電能，以焦耳熱的形式釋放，另一部分給電源充電．
答：
（1）將ab棒由靜止釋放，最終達到一個穩(wěn)定的速度，此時電路中的電流是1A．
（2）ab穩(wěn)定時的速度為25m/s．
（3）ab棒以穩(wěn)定速度運動時電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率PQ為4.5W，ab棒重力的功率PG是6W，是因為重力勢能的減少量，一部分轉(zhuǎn)化成電能，以焦耳熱的形式釋放，另一部分給電源充電．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩條平行的長直金屬細導軌KL、PQ固定于同一水平面內(nèi)，它們之間的距離為l，電阻可忽略不計；ab和cd是兩根質(zhì)量皆為m的金屬細桿，桿與導軌垂直，且與導軌良好接觸，并可沿導軌無摩擦地滑動．兩桿的電阻皆為R．桿cd的中點系一輕繩，繩的另一端繞過輕的定滑輪懸掛一質(zhì)量為M的物體，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計，滑輪與桿cd之間的輕繩處于水平伸直狀態(tài)并與導軌平行．導軌和金屬細桿都處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌所在平面向上，磁感應強度的大小為B．現(xiàn)兩桿及懸物都從靜止開始運動，當ab桿及cd桿的速度分別達到v1和v2時，兩桿加速度的大小各為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩條平行的金屬導軌MP、NQ與水平面夾角為α，設(shè)導軌足夠長．導軌處在與導軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B=0.80T，與導軌上端相連的電源電動勢E=4.5V，內(nèi)阻r=0.4Ω，水平放置的導體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導軌接觸良好，且能沿導軌無摩擦滑動，與導軌下端相連的電阻R1=1.0Ω，電路中其它電阻不計．當單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，導體棒剛好保持靜止狀態(tài)，求：
（1）磁場的方向；
（2）S與1接通時，導體棒的發(fā)熱功率；
（3）當開關(guān)S與2接通后，導體棒ab在運動過程中，單位時間（1s）內(nèi)掃過的最大面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條平行的足夠長的光滑金屬導軌與水平面成α=53°角，導軌間距離L=0.8m．其上端接一電源和一固定電阻，電源的電動勢E=1.5V，其內(nèi)阻及導軌的電阻可忽略不計．固定電阻R=4.5Ω．導體棒ab與導軌垂直且水平，其質(zhì)量m=3×10-2kg，電阻不計．整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T．（g=10m/s2  sin53°=0.8  cos53°=0.6 ）
（1）將ab棒由靜止釋放，最終達到一個穩(wěn)定的速度，求此時電路中的電流．
（2）求ab穩(wěn)定時的速度．
（3）求ab棒以穩(wěn)定速度運動時電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率PQ及ab棒重力的功率PG．
從計算結(jié)果看兩者大小關(guān)系是怎樣的？請解釋為什么有這樣的關(guān)系？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?福州模擬）如圖所示，兩條平行的足夠長的光滑金屬導軌與水平面成α=37°角，導軌間距離L=0.6m，其上端接一電容和一固定電阻，電容C=10μF，固定電阻R=4.5Ω．導體棒ab與導軌垂直且水平，其質(zhì)量m=3×10-2kg，電阻r=0.5Ω．整個裝置處于垂直導軌平面向上的勻強磁場中，已知磁感應強度B=0.5T，取g=10m/s2，sin37°=0.8，cos37°=0.6．現(xiàn)將ab棒由靜止釋放，當它下滑的速度達到穩(wěn)定時，求：
（1）此時通過ab棒的電流；
（2）ab棒的速度大小；
（3）電容C與a端相連的極板所帶的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條平行的光滑水平導軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2kg、電阻為2Ω的導體桿ab，導軌間勻強磁場的方向垂直紙面向里．已知R1=3Ω，R2=6Ω，電壓表的量程為0～10V，電流表的量程為0～3A（導軌的電阻不計）．求：
（1）將R調(diào)到30Ω時，用垂直于桿ab的力F=40N，使桿ab沿著導軌向右移動且達到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿ab的速度多大？
（2）將R調(diào)到3Ω時，欲使桿ab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應為多大？
（3）在第（1）小題的條件下，當桿ab運動達到最大速度時突然撤去拉力，則電阻R1上還能產(chǎn)生多少熱量？

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