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如圖所示，長為l，阻值r=0.3W、質量m=0.1kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面的兩條平行光滑金屬導軌上，導軌間距也是l，接觸良好，導軌電阻不計．導軌左端接有R=0.5W的電阻，量程為0～3.0A的電流表串接在一條導軌上，量程為0～1.0V的電壓表跨接在R兩端．垂直導軌平面的勻強磁場豎直向下．現以向右以恒定外力F使CD向右運動，當其以速度v=2m/s勻速滑動時，觀察到電路中有一個電表正好滿偏，另一個未滿偏．問：

（1）此時滿偏的是什么表?為什么?

（2）拉動金屬棒的外力F多大?

（3）此時撤去外力F，金屬棒逐漸慢下來并最終停止運動．求從撤去外力到金屬棒停止的過程中通過電阻的電荷量多大?

 

答案：見詳解
解析：

（1）此時滿偏的是伏特表，因為若電流表滿偏，則據U=IR=3´0.5=1.5V，伏特表已超量程，所以不合題意．

（2）∵ CD勻速運動，

∴ 據能量守恒定律可知：外力F的功率與電路中產生的焦耳熱功率相等，即：

F×v=I2×R總，

∴ ．

（3）由（2）中可知F=F安=BIL=1.6N．

∴ BL=0.8N/A．

對棒上撤去外力至停下的過程用動量定理：

Dmv=F安×t，

即：0.1´2=BLI×t=0.8Q，

∴ Q=0.25C．

 


提示：


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?梅州一模）如圖所示，質量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導軌上．導軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應強度大小為B=0.4T方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，導軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導軌向上做勻速運動，經過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達最高位置，導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與 導軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s2，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，整個回路產 生的焦耳熱Q0．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=300角固定，軌距為L=1m，質量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其阻值忽略不計．空間存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應強度為B=0.5T．P、M間接有阻值R1的定值電阻，Q、N間接變阻箱R．現從靜止釋放ab，改變變阻箱的阻值R，測得最大速度為vm，得到
1
vm
與
1
R
的關系如圖所示．若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度g取l0m/s2．求：
（1）金屬桿的質量m和定值電阻的阻值R1；
（2）當變阻箱R取4Ω時，且金屬桿ab運動的加速度為
1
2
gsinθ時，此時金屬桿ab運動的速度；
（3）當變阻箱R取4Ω時，且金屬桿ab運動的速度為
vm
2
時，定值電阻R1消耗的電功率．
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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網光滑的平行金屬導軌長L=2m，兩導軌間距d=0.5m，軌道平面與水平面的夾角 θ=30°，導軌上端接一阻值為R=0.6Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度B=1T，如圖所示．有一質量m=0.5kg、電阻r=0.4Ω的金屬棒曲，放在導軌最上端，其余部分點阻不計．當棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到底端脫離軌道時，電阻R上產生的熱量Q1=0.6J，取g=10m/s2，試求：
（1）當棒的速度V=2m/s時．電阻R兩端的電壓．
（2）棒下滑到軌道最底端時的速度大�。�
（3）棒下滑到軌道最底端時的加速度大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導軌上．導軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應強度大小為B=0.4T方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，導軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導軌向上做勻速運動，經過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達最高位置，導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與 導軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s2，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，整個回路產 生的焦耳熱Q0．
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科目：高中物理 來源：2013年廣東省梅州市高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，質量為m=O.1kg、電阻r=O.1Ω的導體棒MN，垂直放在相距為L=O.5m的平行光滑金屬導軌上．導軌平面與水平面的夾角為θ=30°，并處于磁感應強度大小為B=0.4T方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，導軌下端接有阻值R=0.3Ω的電 阻，棒在外力F作用下，以v=8m/s的速度沿導軌向上做勻速運動，經過一定時間后撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離s=2m后到達最高位置，導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與 導軌保持良好接觸，重力加速度S取10m/s2，求
（1）棒MN向上勻速運動過程，回路中的電流
（2）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，通過電阻R 的電荷量q；
（3）從撤去外力至棒MN到達最高位置的過程，整個回路產 生的焦耳熱Q．

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