【題目】如圖所示，兩表面光滑的足夠長的平行金屬導軌MN、PQ，相距為L，與水平面成夾角傾斜放置，導軌頂端連接一定值電阻。磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面斜向上，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好。已知金屬棒的質量為m、電阻為R，定值電阻阻值為2R，導軌電阻不計，重力加速度大小為g，現(xiàn)將金屬棒ab由靜止釋放，試求：

（1）金屬棒ab下滑的最大速度為多大？

（2）當金屬棒沿導軌下滑位移為x時，速度由零增大到v（尚未達到最大速度），此過程金屬棒中產生的電熱為多少？

【答案】（1）（2）

【解析】試題分析：（1）金屬棒ab先加速下滑，加速度減小，后勻速下滑，速度達到最大．由閉合電路歐姆定律、感應電動勢和安培力公式推導出安培力的表達式，根據(jù)平衡條件求解最大速度．（2）從金屬棒開始運動到速度達到v，重力做正功，安培力做負功，根據(jù)動能定理可以求出安培力做的負功，即可求出金屬棒中產生的電熱的大小．

⑴對金屬棒受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：

可知：當a=0時，金屬棒的速度有最大值

金屬棒切割磁感線所受的安培力

導體棒切割磁感線產生的感應電動勢

根據(jù)閉合電路歐姆定律

根據(jù)以上幾式可得：

⑵從金屬棒開始運動到速度達到v，根據(jù)動能定理得：

設此過程中金屬棒產生的熱量為Q，根據(jù)電路結構可知金屬棒克服安培力做功

由以上兩式可得：

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某發(fā)電站用11kV交變電壓輸電，輸送功率一定，輸電線的電阻為R．現(xiàn)若用理想變壓器將電壓升高到220kV送電，下面哪個選項正確（　�。�

A. 因I=，所以輸電線上的電流增為原來的20倍

B. 因I=，所以輸電線上的電流減為原來的

C. 因P=，所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍

D. 若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的直徑減為原來的1/400

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在同一平面內有三根彼此絕緣的通電直導線，所圍三角形為等邊三角形，三根導線中電流大小相同，分別用表示，O點為三角形的中心，此時O點的磁感應強度大小為B，若去掉，則O點的磁感應強度（ ）

A. 大小為0

B. 大小為，方向垂直紙面向外

C. 大小為B，方向垂直紙面向里

D. 大小為2B，方向垂直紙面向里

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛重5t的汽車，發(fā)動機的額定功率為80kW．汽車從靜止開始以加速度a=1m/s2做勻加速直線運動，車受的阻力為車重的0.06倍，g=10m/s2，求：

①汽車做勻加速直線運動能維持多長時間？

②汽車做勻加速直線運動過程的平均功率？

③汽車的速度v=20m/s時車的加速度是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，個半徑為R的導電圓環(huán)與一個軸向對稱的發(fā)散磁場處處正交，環(huán)上各點的磁感應強度B大小相等，方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向)。若導電圓環(huán)上載有如圖所示的恒定電流下，則下列說法正確的是

A. 導電圓環(huán)有收縮的趨勢

B. 導電圓環(huán)所受安培力方向豎直向上

C. 導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIR

D. 導電圓環(huán)所受安培力的大小為2BIRsinθ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一電流表的原理示意圖.質量為m的均質細金屬棒MN的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的彈簧相連，絕緣彈簧勁度系數(shù)為k，在矩形區(qū)域abcd內有勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外，與MN的右端N連接的一絕緣輕指針可指示標尺上的讀數(shù)，MN的長度大于ab.當MN中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，MN與矩形區(qū)域的cd邊重合，當MN中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流強度.

(1)當電流表示數(shù)為零時，彈簧伸長多少? (重力加速度為g)

(2)若要電流表正常工作，MN的哪一端應與電源正極相接?

(3)若k=2.0N/m，ab=0.20m，cb=0.050m，B=0.20T，此電流表的量程是多少? (不計通電時電流產生的磁場的作用)

(4)若將量程擴大2倍，磁感應強度應變?yōu)槎啻?/span>?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，是一個小燈泡的電流強度隨其兩端電壓變化的關系圖，則根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可判定下列說法中正確的是

A. 小燈泡的電阻隨著所加電壓的增加而減小

B. 當小燈泡兩端電壓為1V 時，其阻值為0.202

C. 小燈泡燈絲的電阻率隨著燈絲溫度的升高而減小

D. 如果把兩個這種相同的燈泡串聯(lián)后，接到電壓恒為4V的電源上，則流過每個小燈泡的電流為0.3A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在第一象限內有垂直紙面向里的勻強磁場(磁場足夠大)，一對正負電子分別以相同的速度沿與x軸成30°角的方向從原點垂直磁場射入，則負電子與正電子在磁場中運動的時間之比為

A. B. 1∶2 C. 1∶1 D. 2∶1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，一勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P之間連接阻值為R=0.40Ω的電阻，質量為m=0.01kg、電阻為r=0.30Ω的金屬棒ab緊貼在導軌上。現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始自由下滑，其下滑距離與時間的關系如下圖所示，導軌電阻不計，重力加速度g取10m/s2。

試求：

時間t（s）

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

下滑距離s（m）

0

0.1

0.3

0.7

1.4

2.1

2.8

3.5

(1)當t=0.7s時，重力對金屬棒ab做功的功率；

(2)金屬棒ab在開始運動的0.7s內，電阻R上產生的焦耳熱；

(3)從開始運動到t=0.4s的時間內，通過金屬棒ab的電荷量。

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