光滑的足夠長(zhǎng)的Ｕ形金屬導(dǎo)軌寬為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ，底端接一只電阻R，放在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根質(zhì)量為m的金屬桿從圖中ab位置靜止滑下時(shí)，先做加速運(yùn)動(dòng)，再作勻速運(yùn)動(dòng)，然后到達(dá)底端�，F(xiàn)用沿導(dǎo)軌平面垂直于桿的恒力F將金屬桿從底端無(wú)初速推過(guò)距離S到達(dá)ab位置，立即撤去此恒力．假如金屬桿運(yùn)動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌垂直，不計(jì)其余部分電阻，問(wèn)金屬桿ab從開(kāi)始上推到滑回底端的全過(guò)程中，在回路里產(chǎn)生的電能是多少？

 


解析:

上推時(shí)，推力做功   WF=Fs

撤去推力以后，金屬桿上滑后返回，左邊加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度后到達(dá)底端.而在全過(guò)程中，重力總功為零.設(shè)最大速度為vm，

則由電磁感應(yīng)規(guī)律和牛頓第二定律有

   

得最大速度為：

由能量守恒有： 

得產(chǎn)生電能為：

  

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

水平固定放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開(kāi)始時(shí)ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較，這個(gè)過(guò)程（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?武漢模擬）如圖所示，傾角θ=30°、寬為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬框固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍足夠人的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂商導(dǎo)軌平面斜向上．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的牽引力F，牽引一根質(zhì)量為m=0.2kg，電阻R=1Ω的金屬棒ab，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)．（金屬ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦）問(wèn)：
（1）若牽引力是恒力，大小為9N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1多久？
（2）若金屬棒受到向上的拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí)，突然撤去拉力，從撤去拉力到棒的速度為零時(shí)止，通過(guò)金屬棒的電量為O.48C，金屬棒發(fā)熱為1.12J，則撤力時(shí)棒的速度v2多大？（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?松江區(qū)二模）如圖所示，傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長(zhǎng)為U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上．現(xiàn)用一平行導(dǎo)軌的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1Ω、垂直導(dǎo)軌的金屬棒ab，由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦）．問(wèn)：
（1）若牽引力為恒力，且F=9N，求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v1
（2）若牽引力功率恒為72W，求金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v2
（3）若金屬棒受向上拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)到某一速度時(shí)，突然撒力，此后金屬棒又前進(jìn)了0.48m，其間，即從撒力至棒速為0時(shí)止，金屬棒發(fā)熱1.12J．問(wèn)撒力時(shí)棒速v3多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，傾角θ=30°、寬度L=l m的足夠長(zhǎng)的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌，固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．用平行于導(dǎo)軌、功率恒為6W的牽引力F牽引一根質(zhì)量為m=0.2kg、電阻R=lΩ的放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab，由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)（ab始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直）．當(dāng)ab棒移動(dòng)2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過(guò)程中，安培力做功為5.8J（不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2），求：
（1）ab棒的穩(wěn)定速度．
（2）ab棒從靜止開(kāi)始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間．

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