（16分）如圖2所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為，導(dǎo)軌平面與水平面夾角，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì),整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，長(zhǎng)為的金屬棒cd垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為、電阻為，重力加速度為，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑距離為時(shí)，速度達(dá)到最大值，求：

（1）金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；

（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大��；

（3）金屬棒沿導(dǎo)軌下滑距離為的過(guò)程中，電阻上產(chǎn)生的電熱？

（1）

（2）

（3）


解析:

（1）金屬棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為，由牛頓第二定律有:

…………①（2分）解得：（2分）

（2）設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì):

…………②（1分）

回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流:…………③（1分）

金屬棒所受安培力:…………④（1分）

cd棒所受合外力為零時(shí)，下滑的速度達(dá)到最大，則…………⑤（1分）

由②③④⑤式解得：…………（1分）

（3）設(shè)電阻上產(chǎn)生的電熱為，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱為，則：

…………⑥（3分）…………⑦（1分）

由⑥⑦式解得：…………（1分）

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：

如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行粗糙導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．一根質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌垂直．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．現(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在0～2s內(nèi)拉力F所做的功為W=
683
 J，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）在0～2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量q；
（3）在0～2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出），且能正常工作．在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開(kāi)始下滑2S0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?莆田模擬）如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，軌道的電阻忽略不計(jì)．一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩軌道上，并與兩軌道垂直．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上．現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移x間的關(guān)系如圖乙所示．當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)位移x=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離△x后停下，已知在滑行△x的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）拉力F作用過(guò)程中，通過(guò)電阻R上的電量q；
（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度vm；
（3）拉力F作用過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖5所示，兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，ab、cd兩棒的質(zhì)量分別為2m和m。某時(shí)刻cd桿突然獲得一初速度v0，則在以后的運(yùn)動(dòng)中（�。�

A．ab棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)、cd棒做勻減速運(yùn)動(dòng)，他們的加速度之比為1:2

B．若某時(shí)刻ab棒的速度為v0/4，則cd棒此時(shí)的速度為v0/2

C．最終兩棒都將做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小都為v0/3

D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總共產(chǎn)生的焦耳熱為

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