如圖所示，ab、cd是兩根固定的豎直光滑的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上套有一根可滑動(dòng)的金屬細(xì)棒，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知棒長(zhǎng)L=10cm，電阻R=0.2Ω，質(zhì)量m=20g，開(kāi)始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。電池電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)阻r=0.1Ω，導(dǎo)軌的電阻、空氣阻力均不計(jì)，取g=10m/s2。當(dāng)電鍵K閉合后，試求：
（1）棒L的最大加速度；
（2）棒L的最大速度；
（3）棒L達(dá)到最大速度后，棒L發(fā)熱消耗的功率與整個(gè)電路消耗的功率之比；
（4）若棒L從靜止到速度達(dá)到最大過(guò)程中上升了s=10m，則在這過(guò)程中，安培力對(duì)棒L所做的功是多少？
（1），方向豎直向上。
（2），方向豎直向上。
（3）
（4）
（1）K閉合瞬間，棒L所受向上安培力
＞，
所以棒L向上運(yùn)動(dòng)并切割磁感線產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。
于是電路中的電流為，
棒L所受安培力。
由牛頓第二定律，棒有，
所以棒L的加速度為，
所以，當(dāng)棒L由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)（v=0），有最大加速度
，方向豎直向上。
（2）以后，隨著棒L速度v的不斷增大，a不斷減小，直至a=0時(shí)，有最大速度
，方向豎直向上。
（3）棒L達(dá)到最大速度后，電路中的電流為
，
所以棒L發(fā)熱消耗的功率與整個(gè)電路消耗的功率之比
。
（4）在棒L由靜止至速度最大過(guò)程中，所受安培力為變力，由動(dòng)能定理
，
所以在這過(guò)程中，安培力對(duì)棒L所做的功。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

A．在下滑過(guò)程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過(guò)程中，機(jī)械能守恒
C．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過(guò)程，有（W1－△Ek）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過(guò)程中，線框動(dòng)能的變化量大小為△Ek= W1－W2

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

平行軌道PQ、MN兩端各接一個(gè)阻值R1=R2＝8Ω的電阻，軌道間距L="1" m,軌道很長(zhǎng)，本身電阻不計(jì)．軌道間磁場(chǎng)按如圖所示的規(guī)律分布，其中每段垂直紙面向里和向外的磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾染鶠? cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B="1" T，每段無(wú)磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)挾染鶠? cm，導(dǎo)體棒ab本身電阻r=1Ω，與軌道接觸良好．現(xiàn)使ab以v="10" m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)．求：
(1)當(dāng)導(dǎo)體棒ab從左端進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)電流方向從a流向b為正方向，請(qǐng)畫(huà)出流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流隨時(shí)間變化關(guān)系的i－t圖象．
(2)整個(gè)過(guò)程中流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流為交變電流，求出流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流有效值．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，寬L=1m、傾角的光滑平行導(dǎo)軌與電動(dòng)勢(shì)E=3.0V、內(nèi)阻r=0.5的電池相連接，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量m=200g、電阻R=1的導(dǎo)體ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)期于電阻，且導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。試計(jì)算：
（1）若在導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)t=3s后將開(kāi)關(guān)S合上，這時(shí)導(dǎo)體受到的安培力是多大？加速度是多少？
（2）導(dǎo)體ab的收尾速度是多大？
（3）當(dāng)達(dá)到收尾速度時(shí)，導(dǎo)體ab的重力功率、安培力功率、電功率以及回路中焦耳熱功率和化學(xué)功率各是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MNPQ相距l，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向下、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)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(chǎng)左邊界相距d0�，F(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)）。求：
（1）棒ab在離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界時(shí)的速度；
（2）棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中整個(gè)回路所消耗的電能；
（3）試分析討論ab棒在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)情況。
                                                             

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，把兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌子高0.8 m，導(dǎo)軌間距0.2 m，在導(dǎo)軌水平部分有磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，弧形金屬導(dǎo)軌的一端接有電阻R="1" Ω，質(zhì)量m="0.2" kg的金屬桿ab由靜止開(kāi)始距桌面h="0.2" m高處開(kāi)始下滑，最后落到距桌子水平距離s="0.4" m處，金屬桿及導(dǎo)軌電阻不計(jì)，試求：

（1）金屬桿進(jìn)入導(dǎo)軌水平部分瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向.
(2)金屬桿滑出導(dǎo)軌瞬間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.
(3)整個(gè)過(guò)程中電阻R放出的熱量.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示,平行導(dǎo)軌水平放置,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面,兩金屬棒、和軌道組成閉合電路,用水平恒力F向右拉,使、分別以和的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),若棒與軌道間的滑動(dòng)摩擦力為,則回路中感應(yīng)電流的功率為(    )              
A．B．C．
D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一邊長(zhǎng)為L的正方形單匝線圈沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)以速度開(kāi)始進(jìn)入一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，最終以速度滑出磁場(chǎng)。設(shè)線圈在磁場(chǎng)中的速度方向始終與磁場(chǎng)邊界垂直，磁場(chǎng)的寬度大于L。剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流為。求線圈剛剛滑出磁場(chǎng)時(shí)的電流和線圈進(jìn)入過(guò)程中通過(guò)線圈某一截面的電量q。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖,虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,ab=2bc,a′b′c′d′是一正方形導(dǎo)線框,a′b′與ab平行.若將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場(chǎng)區(qū)域,以W1表示沿平行于ab方向拉出過(guò)程中外力所做的功,W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過(guò)程中所做的功,則W1=___________W2.

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同步練習(xí)冊(cè)答案