如圖所示，相距0.5m足夠長的兩根光滑導軌與水平面成37°角，導軌電阻不計，下端連接阻值為2Ω的電阻R，導軌處在磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上。ab、cd為水平金屬棒且與導軌接觸良好，它們的質(zhì)量均為0.5kg、電阻均為2Ω。ab棒與一絕緣水平細繩相連處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)讓cd棒從靜止開始下滑，直至與ab相連的細繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.5J，已知細線能承受的最大拉力為5N．求細繩被拉斷時：（g=10m/s2，sin37°=0.6）

（1）ab棒中的電流大��；

（2）cd棒的速度大��；

（3）cd棒下滑的距離。

（1）1A     （2）6m/s     （3）4m

（1）細繩被拉斷瞬時，對ab棒受力分析得，F(xiàn)m cos37°=mgsin37°+BIabL   （2分）

代入數(shù)據(jù)解得，Iab=1A               （2分）

（2）分析電路可知，Iab = IR ，Icd=Iab+ IR = 2A                    （2分）

根據(jù)閉合歐姆定可得，         （2分）

聯(lián)立可得，v= 6 m/s              （2分）

（3）金屬棒cd從靜止開始運動直至細繩剛好被拉斷的過程中，由焦耳定律得，

，           （2分）

代入數(shù)據(jù)解得，Qab= QR = 0.5J，Qcd =(2I)2Rcdt= 4I2Rabt= 2J      （4分）由能量守恒得，   （2分）

解得s = 4m      （2分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ=37°，現(xiàn)在導軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦因數(shù)為0.5，整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中，導軌所接電源的電動勢為15V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計，g取10m/s2，為了保證ab處于靜止狀態(tài)（cosθ=0.8），則：
（1）ab通入的最大電流為多少？
（2）ab通入的最小電流為多少？
（3）R的調(diào)節(jié)范圍多大？

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科目：高中物理 來源：浙江省南馬高級中學2010－2011學年高二5月月考物理試題 題型：038

如圖所示，相距0.5 m足夠長的兩根光滑導軌與水平面成37°角，導軌電阻不計，下端連接阻值為2 Ω的電阻R，導軌處在磁感應強度B＝2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上．ab、cd為水平金屬棒且與導軌接觸良好，它們的質(zhì)量均為0.5 kg、電阻均為2 Ω．ab棒與一絕緣水平細繩相連處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)讓cd棒從靜止開始下滑，直至與ab相連的細繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.5 J，已知細線能承受的最大拉力為5 N．求細繩被拉斷時：(g＝10 m/s2，sin37°＝0.6)

(1)ab棒中的電流大��；

(2)cd棒的速度大��；

(3)cd棒下滑的距離．

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科目：高中物理 來源：2008高考物理電學部分典型題例析與探秘 題型：038

如圖所示，相距0.9 m的平行軌道ab、cd，分別接有“4 V，2 W”的燈L1和“6 V，4.5 W”的燈L2，導軌電阻不計，金屬棒AM電阻為0.5 Ω，在導軌上可自由滑動，磁感強度B＝0.5 T的勻強磁場垂直軌道平面，當棒AM以某一速度向右移動時，L1恰好能正常發(fā)光，求：

(1)通過L1的電流強度；

(2)棒AM的速度；

(3)L1、L2兩燈消耗的電功率．

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科目：高中物理 來源：福建省廈門雙十中學2011屆高三高考考前熱身試卷物理試題 題型：038

如圖所示，相距0.5 m足夠長的兩根光滑導軌與水平面成37°角，導軌電阻不計，下端連接阻值為2 Ω的電阻R，導軌處在磁感應強度B＝2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上．a(chǎn)b、cd為水平金屬棒且與導軌接觸良好，它們的質(zhì)量均為0.5 kg、電阻均為2 Ω．a(chǎn)b棒與一絕緣水平細繩相連處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)讓cd棒從靜止開始下滑，直至與ab相連的細繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.5 J，已知細線能承受的最大拉力為5 N．求細繩被拉斷時：(g＝10 m/s2，sin37°＝0.6)

(1)ab棒中的電流；

(2)cd棒的速度；

(3)cd棒下滑的距離

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年江蘇省高三12月質(zhì)量檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角θ＝37°，現(xiàn)在導軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦因數(shù)為0.5，整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中，導軌所接電源的電動勢為15V，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計，g取10m/s2，為了保證ab處于靜止狀態(tài)(cosθ＝0.8)，則：

（1）ab通入的最大電流為多少？ 

（2）ab通入的最小電流為多少？

（3）R的調(diào)節(jié)范圍至少多大？

 

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