如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP水平放置，MO間接有阻值為R的電阻，導軌相距為d，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感強度為B．質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F向右拉動CD，CD受恒定的摩擦阻力f，已知F＞f．問：
（1）CD運動的最大速度是多少？
（2）當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？
（3）當CD的速度是最大速度的
1
3
時，CD的加速度是多少？
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（1）設(shè)CD運動的最大速度為vm．由E=Bdvm，I=
E
R+r
，F(xiàn)安=BId，得到安培力F安=
B2d2vm
R+r
．
由平衡條件得F=f+F安，代入解得  vm=
(F-f)(R+r)
B2d2

    （2）當CD達到最大速度后，電路中電流為I=
F安
Bd
=
F-f
Bd
，電阻R消耗的電功率是P=I2R=
(F-f)2R
B2d2

    （3）當CD的速度是最大速度的
1
3
時，安培力F安′=
1
3
(F-f)
此時的加速度為a=
F-F安′-f
m
=
2(F-f)
3m
．
答：（1）CD運動的最大速度是vm=
(F-f)(R+r)
B2d2
；
    （2）當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是
(F-f)2R
B2d2
；
   （3）當CD的速度是最大速度的
1
3
時，CD的加速度是
2(F-f)
3m
．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP水平放置．MO間接有阻值為R的電阻．導軌相距為d，有豎直向下的勻強磁場，磁感強度為B．質(zhì)量為m，長為L的導體棒CD的電阻為r，垂直于導軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F向右拉動CD棒．CD棒受恒定的摩擦阻力f．已知F＞f，L＞d，求：
（1）CD棒運動的最大速度是多少？
（2）當CD棒達到最大速度后，電阻R消耗的電功率是多少？
（3）若在CD棒達到最大速度后的某一時刻撤去恒力F，當CD棒滑行S過程中流過電阻R的電量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，電阻不計的平行粗糙長金屬導軌固定在一絕緣斜面上，兩相同的金屬棒a、b垂直于導軌放置，且與導軌良好接觸，勻強磁場垂直穿過導軌平面．現(xiàn)用一平行于導軌的恒力F作用在a的中點，使其向上運動．在a運動的整個過程中若b始終保持靜止，則它所受摩擦力可能（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，電阻不計的平行金屬導軌MN和OP放置在水平面內(nèi)，MO間接有阻值為R=3Ω的電阻，導軌相距d=1m，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好．用平行于MN的恒力F=1N向右拉動CD，CD受摩擦阻力f恒為0.5N．求：（1）CD運動的最大速度；（2）當CD達到最大速度后，電阻R消耗的電功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?河南模擬）如圖所示，電阻不計的平行光滑金屬導軌與水平面的夾角為θ，寬度為l，下端與阻值為R的電阻相連．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過導軌平面，現(xiàn)使質(zhì)量為m的導體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導軌向上運動，滑行到最遠位置a′b′后又下湍．已知導體棒運動過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長，則（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?湛江一模）如圖所示，電阻不計的光滑平行金屬導軌MN和OP水平放置，MO間接有阻值為R的電阻，兩導軌相距為L，其間有豎直向下的勻強磁場．質(zhì)量為m、長度為L、電阻為R0的導體棒CD垂直于導軌放置，并接觸良好．在CD的中點處用大小為F平行于MN向右的水平恒力啦CD從靜止開始運動s的位移，導體棒CD的速度恰好達到最大速度vm．
（1）試判斷通過電阻R的電流方向；
（2）求磁場磁感應(yīng)強度B的大�。�
（3）求此過程中電阻R上所產(chǎn)生的熱量．

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