豎直放置的平行金屬導(dǎo)軌上端連接一電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，并能無摩擦下滑．在金屬棒的下方有一垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場上邊界距金屬棒的高度為H，如圖所示．把金屬棒由靜止釋放，金屬棒在磁場中的運(yùn)動情況如何？（金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計，兩平行導(dǎo)軌的間距為L）
精英家教網(wǎng)
金屬棒從靜止釋放后先做自由落體運(yùn)動，下落的高度為 H時的速度：v=
2gH

如果剛進(jìn)入磁場時的安培力與重力平衡，即：mg=BIL=
B2L2v0
R

解得：v0=
mgR
2B2L2

所以金屬棒進(jìn)入磁場后的運(yùn)動情況有三種可能：
（1）當(dāng)v=v0時，即：H=
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動；
（2）當(dāng)v＜v0時，即：H＜
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做加速運(yùn)動，當(dāng)速度增大到v0后，開始做勻速運(yùn)動；
（3）當(dāng)v＞v0時，即：H＞
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做減速速運(yùn)動，當(dāng)速度減小到v0后，開始做勻速運(yùn)動．
答：金屬棒進(jìn)入磁場后的運(yùn)動情況有三種可能：
（1）當(dāng)v=v0時，即：H=
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動；
（2）當(dāng)v＜v0時，即：H＜
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做加速運(yùn)動，當(dāng)速度增大到v0后，開始做勻速運(yùn)動；
（3）當(dāng)v＞v0時，即：H＞
m2gR2
2B4L4
時，金屬棒進(jìn)入磁場后做減速速運(yùn)動，當(dāng)速度減小到v0后，開始做勻速運(yùn)動．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，M1M4、N1N4為平行放置的水平金屬軌道，M4P、N4Q為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道，M4、N4為切點(diǎn)，P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn)，軌道間距L=1.0m，圓軌道半徑r=0.32m，整個裝置左端接有阻值R=0.5Ω的定值電阻．M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾?nbsp;d=0.5m，兩區(qū)域之間的距離s=1.0m；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁 場B2，方向豎直向上．兩磁場間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑．質(zhì)量m=0.1kg，電阻R0=0.5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從M2N2處由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)M3N3處撤去恒力F，CD棒勻速地穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)，恰好通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處．若軌道電阻、空氣阻力不計，運(yùn)動過程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2 求：

（1）水平恒力F的大�。�
（2）CD棒在直軌道上運(yùn)動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)水平平行放置的兩根足夠長的直光滑金屬導(dǎo)軌上放有一根導(dǎo)體棒導(dǎo)ab，ab與導(dǎo)軌垂直，其電阻為0.02Ω，質(zhì)量為0.1kg，它在導(dǎo)軌間的長度為1m，導(dǎo)軌處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感強(qiáng)度為0.2T，電路中電阻R的阻值為0.08Ω，其它電阻不計，求：
（1）斷開電鍵K，ab在大小為0.1N、水平向右的恒力F作用下，由靜止開始沿軌道滑動過程中ab產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的表達(dá)式．
（2）當(dāng)ab以10m/s的速度滑動時閉合電鍵，并同時撤掉力F，那么由此時開始以后的時間里電阻R所消耗的電能．
（3）在上述（2）的情況下，導(dǎo)體棒ab能滑行的最大距離．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，M1M2、N1N2為平行放置的水平金屬軌道，M4P、N4Q為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道，M4，N4為切點(diǎn)，P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn)，軌道間距L=1.0m，圓軌道半徑r=3.2m，整個裝置左端接有阻值R=5Ω的定值電阻．M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾萪=5m，兩區(qū)域之間的距離s=10m；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場B2，方向豎直向上．兩磁場間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動摩擦因數(shù)為μ=0.32，M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑．質(zhì)量m=10kg，電阻R0=5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從M2N2處由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)M3N3處撤去恒力F，CD棒可勻速地穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)，并能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處，最后下落在軌道上的位置離M4N4的距離x=12.8m．若軌道電阻、空氣阻力不計，運(yùn)動過程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2 求：
精英家教網(wǎng)
（1）水平恒力F的大��；
（2）CD棒在直軌道上運(yùn)動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；
（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年福建省南安一中高二下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖（甲）所示，、為平行放置的水平金屬軌道，、為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道,為切點(diǎn)，P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn)，軌道間距，圓軌道半徑，整個裝置左端接有阻值的定值電阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/ef/6/12dqo3.png" style="vertical-align:middle;" />，兩區(qū)域之間的距離；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場B2，方向豎直向上。兩磁場間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動摩擦因數(shù)為，右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑。質(zhì)量，電阻的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動下，從處由靜止開始運(yùn)動，到達(dá)處撤去恒力F，CD棒可勻速地穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)，并能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處，最后下落在軌道上的位置離的距離。若軌道電阻、空氣阻力不計，運(yùn)動過程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10 m/s2

求：
（1）水平恒力F的大��；
（2）CD棒在直軌道上運(yùn)動過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；
（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：33題2013屆上海市上海理工大學(xué)附屬中學(xué)高三12月月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，并處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，一根質(zhì)量為0.9kg的金屬棒垂直導(dǎo)軌方向放置。導(dǎo)軌間距為0.5m。當(dāng)金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運(yùn)動；當(dāng)金屬棒中的電流增加到8A時金屬棒能獲得2m/s2的加速度，

求：（1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
（2）導(dǎo)棒與水平導(dǎo)軌間的滑動摩擦系數(shù)μ。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案