如圖所示，兩平行的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌與水平面成30°角。質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為r的兩個(gè)完全相同的金屬棒ab、cd放置在導(dǎo)軌上，恰好均處于靜止?fàn)顟B(tài)。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直向上。現(xiàn)用沿導(dǎo)軌向上的外力施與金屬棒ab上，使ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a。則（滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力近似相等）

⑴ 金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？
⑵ 要使金屬棒cd始終靜止在導(dǎo)軌上，金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度不能超過多少？
⑶ 在金屬棒ab由靜止到達(dá)（2）中速度的過程中外力和安培力做的總功是多少？
（1）        （2） ⑶
⑴對(duì)金屬棒cd進(jìn)行受力分析如圖所示


棒cd恰好靜止，此時(shí)摩擦力為最大靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可得

即動(dòng)摩擦因數(shù)為┅┅┅┅（3分）
⑵當(dāng)ab棒開始運(yùn)動(dòng)后切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)cd棒受到安培力的作用，隨著ab棒運(yùn)動(dòng)的速度增大，安培力也增大，cd棒受到的摩擦力逐漸減小，隨著安培力的繼續(xù)增大，摩擦力變?yōu)榉捶较颍?dāng)摩擦力逐漸增大達(dá)到最大摩擦力時(shí)，ab棒運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大，根據(jù)平衡條件有
┅┅┅┅（1分）

┅┅┅┅（1分）
ab棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)
┅┅┅┅（1分）
回路中的電流┅┅┅┅（1分）
聯(lián)立以上各式可得ab棒的最大速度┅┅┅┅（1分）
⑶對(duì)ab棒受力分析如右圖所示，棒做勻加速運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)的位移 ┅┅┅┅（1分）
根據(jù)動(dòng)能定理可得

┅┅┅┅（2分）
則外力和安培力做的總功為
┅┅┅┅（2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖12-17所示，一質(zhì)量為m=0.016kg、長(zhǎng)L=0.5m、寬d=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線圈，從h1=5m的高處由靜止開始下落，然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由于磁場(chǎng)力的作用，線圈正好作勻速運(yùn)動(dòng)。

（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
（2）如果線圈的下邊通過磁場(chǎng)所經(jīng)歷的時(shí)間t=0.15s，求磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2.
（3）求線圈的下邊剛離開磁場(chǎng)的瞬間，線圈的加速度的大小和方向。
（4）從線圈的下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始到線圈下邊離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，在線圈中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖3-6-7所示,足夠長(zhǎng)的導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi),bc段電阻為R,其他電阻不計(jì).ef是一電阻不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體桿,質(zhì)量為m,桿的兩端分別與ab、cd良好接觸,又能沿框架無摩擦滑下,整個(gè)裝置放在與框面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)ef從靜止開始下滑,經(jīng)過一段時(shí)間后,閉合開關(guān)S,則在閉合開關(guān)S后 (    )

圖3-6-7
A．ef加速度的數(shù)值有可能大于重力加速度
B．如果改變開關(guān)閉合時(shí)刻,ef先后兩次獲得的最大速度一定不同
C．如果ef最終做勻速運(yùn)動(dòng),這時(shí)電路消耗的電功率也因開關(guān)閉合時(shí)刻的不同而不同
D．ef兩次下滑過程中,系統(tǒng)機(jī)械能的改變量等于電路消耗的電能與轉(zhuǎn)化的內(nèi)能之和

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示,M,N及M',N'是兩組平行的光滑金屬導(dǎo)軌,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為d及d/3.空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是B．A．b是兩根質(zhì)量都是m,長(zhǎng)度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導(dǎo)軌上,并都與導(dǎo)軌垂直,其中a棒用兩條長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛在支架上,線伸直且棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導(dǎo)軌接觸后繼續(xù)向左擺動(dòng),至最大高度時(shí)用手接住,此時(shí)線與豎直方向的夾角為60°．求

(1)當(dāng)a離開導(dǎo)軌后,b棒的運(yùn)動(dòng)速度大小及方向．
(2)若導(dǎo)軌電阻不計(jì),由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱．
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m,電阻為R的閉合矩形線圈,長(zhǎng)為l,高為h,從某一高度由靜止開始下落,進(jìn)入一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,磁場(chǎng)的邊界為水平,寬度為2h,線圈開始下落時(shí)距磁場(chǎng)上邊界3h,下落過程中始終在豎直平面內(nèi),不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．已知線圈從磁場(chǎng)中穿出的過程中，做的是勻速運(yùn)動(dòng)．求線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中有多少電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題







（1）在上述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體棒ab中的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）如果導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路產(chǎn)生的電熱是多少？
（3）斷開開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑一段距離后，通過導(dǎo)體棒ab的電量為q，求這段距離是多少?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


（1）金屬棒ab的最大速度；
（2）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，1s鐘內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（2003年全國(guó)理綜卷）如圖5所示，兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。兩根質(zhì)量均為m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.50Ω。在t=0時(shí)刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。經(jīng)過t=5.0s，金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s2，問此時(shí)兩金屬桿的速度各為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，一個(gè)半徑為L(zhǎng)的半圓形硬導(dǎo)體ab在豎直U型框架上釋放

從靜止，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路電阻為R，半圓形硬導(dǎo)體ab的
質(zhì)量為m，電阻為r，重力加速度為g，其余電阻不計(jì)，
小題1:當(dāng)半圓形硬導(dǎo)體ab的速度為時(shí)（未達(dá)到最大速度），
求ab兩端的電壓；
小題2:求半圓形硬導(dǎo)體ab所能達(dá)到的最大速度.

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