如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為α，導(dǎo)軌一部分處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，OO'為磁場邊界，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距OO'為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。
（1）若ab桿在平行于斜面的恒力作用下由靜止開始沿斜面向上運動，其速度一位移關(guān)系圖像如圖乙所示，則在經(jīng)過位移為3L的過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？
（2）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度是多少？
（3）若磁感應(yīng)強度B=B0+kt(k為大于0的常數(shù))，要使金屬桿ab始終靜止在導(dǎo)軌上的初始位置，試分析求出施加ab桿的平行于斜面的外力。
解：（1）ab桿在磁場中發(fā)生位移L的過程中，恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產(chǎn)生的電能之和：
ab在位移L到3L的過程中，由動能定理得：
解得：
（2）ab桿在離開磁場前瞬間，受重力mg、安培力和外力F作用，加速度為a
F安=BIL
I=E/R
E=BLV1


解得
（3）當(dāng)磁場按B=B0+kt規(guī)律變化時，由平衡條件得：


①當(dāng)時，F(xiàn)的方向沿斜面向下
②當(dāng)時，F(xiàn)的方向先沿斜面向上
當(dāng)經(jīng)過時，F(xiàn)的方向又將變?yōu)檠匦泵嫦蛳?
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?南通一模）如圖甲所示，相距為L的兩平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計．兩相同金屬棒c和d與導(dǎo)軌垂直放置，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R，間距為s0，與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等．在t=0時刻，對c棒施加一水平向右的力，使其從靜止開始做勻加速直線運動．在t0時刻，d棒開始運動，此后保持水平力不變，由速度傳感器測得兩金屬棒的v-t圖象如圖乙所示，從t1時刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運動，此時兩金屬棒的間距為s．試求：
（1）在0至t1時間內(nèi)通過c棒的電量；
（2）t0時刻回路的電功率和c棒的速度大��；
（3）t1時刻開始兩金屬棒的加速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距邊界OO′也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab．
（1）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）．求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a．
（2）若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強磁場保持大小不變，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動．若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過
π2
的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2．則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，OO′為磁場邊界，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距OO′為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab．若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動，其速度v-位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，則
（1）金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？
（3）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

(09年棗莊市期末)（13分）如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，OO`為磁場邊界，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距OO`為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動，其速度v―位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，則

   （1）金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應(yīng)電流的方向如何？

   （2）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？

   （3）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？

   

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科目：高中物理 來源：2012屆福建省高二下學(xué)期期末測試物理 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，OO′為磁場邊界，磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距OO′為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動3L的距離，其v－s的關(guān)系圖象如圖乙所示，求：

（1） 在金屬桿ab穿過磁場的過程中，通過ab桿的感應(yīng)電流方向；

（2）金屬桿ab離開磁場后的加速度a；

（3）金屬桿ab在離開磁場前瞬間的加速度a＇；

（4）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？

 

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