光滑的平行金屬導軌如圖所示，軌道的水平部分bcd位于豎直向上的勻強磁場中，bc部分的寬度為cd部分寬度的2倍，bc、cd部分軌道足夠長，將質(zhì)量都為m的金屬棒P和Q分別置于軌道上的ab段和cd段，P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度及回路中所產(chǎn)生的電能。
   
因為P棒的受力長度為Q棒的2倍，所以P棒受到的安培力在任一時刻都是Q棒受力的2倍，設(shè)Q棒受安培力的平均值為F，則P棒所受安培力的平均值為2F，P、Q棒構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向上動量不守恒．對P、Q棒所構(gòu)成的系統(tǒng)，有
mv－Ft = mvp＋mvQ            ①
對Q棒，有Ft = mvQ       ②
當P、Q兩棒的速度不再變化時，vQ= 2vP  ③
P棒在導軌ab段運動時，其機械能守恒，所以        ④
聯(lián)立①～④式，解之可得
，
（2）由能量守恒得

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖3-6-10所示，相距為 L 的兩條足夠長的光滑水平平行軌道上，平行放置兩根質(zhì)量和電阻都相同的滑桿 ab 和 cd，組成矩形閉合回路.軌道電阻不計，勻強磁場 B 垂直穿過整個軌道平面.開始時 ab 與 cd 均處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)用一個平行軌道的恒力 F 向右拉 ab 桿，則下列說法中正確的是（   ）

圖 3-6-10
A．cd 桿向左運動
B．cd 桿向右運動
C．cd 桿與 cd 桿均先做變加速運動,后做勻速運動
D．a(chǎn)b 桿與 cd 桿均先做變加速運動,后做勻加速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，PQMN與CDEF為兩根足夠長的固定平行金屬導軌，導軌間距為L。PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導軌；QM、DE為足夠長的水平導軌。導軌的水平部分QM和DE處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B。a、b為材料相同、長都為L的導體棒，跨接在導軌上。已知a棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a棒的橫截面是b的3倍。金屬棒a和b都從距水平面高度為h的弧形導軌上由靜止釋放，分別通過DQ、EM同時進入勻強磁場中，a、b棒在水平導軌上運動時不會相碰。若金屬棒a、b與導軌接觸良好，且不計導軌的電阻和棒與導軌的摩擦。
（1）金屬棒a、b剛進入磁場時，回路中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）通過分析計算說明，從金屬棒a、b進入磁場至某金屬第一次離開磁場的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


①ab導體棒運動的最大速度。
②ab導體棒勻速運動時重力的功率、與整個回路的電功率是否等大？通過計算說明。
③為使導體棒cd靜止，物體M的最小質(zhì)量為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，相距L=0.5m，導軌的左端用R=3Ω的電阻相連，導軌電阻不計，導軌上跨接一電阻r=lΩ的金屬桿ab，質(zhì)量m=0.2kg，整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=2T，現(xiàn)對桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開始運動，求： (1)桿能達到的最大速度多大?最大加速度為多大? (2)桿的速度達到最大時，a、b兩端電壓多大?此時拉力的瞬時功率多大? (3)若已知桿從靜止開始運動至最大速度的過程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過程中拉力F做的功是多大?此過程持續(xù)時間多長？ (4)若桿達到最大速度后撤去拉力，則此后R上共產(chǎn)生多少熱能？其向前沖過的距離會有多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－1－15所示，邊長為h的正方形金屬導線框，從圖示的位置由靜止開始下落，通過一勻強磁場區(qū)域，磁場方向水平，且垂直于線框平面，磁場區(qū)域?qū)挾葹镠，上下邊界如圖中虛線所示，．從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)域的全過程中，以下判斷正確的是（   ）

①線框中總有感應(yīng)電流存在②線框受到磁場力的合力方向有時向上有時向下③線框運動方向始終是向下的④線框速度的大小不一定總是在增加
A．①②B．③④C．①④D．②③

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖所示，在B=0.2特的勻強磁場中，一根長為L=0.5米的導線ab沿光滑導軌向右以V=10米/秒的速度勻速滑動，R1=R2=1歐，導線ab和導軌的電阻不計，求磁場對導線ab的作用力。              

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，半徑為R的金屬圓環(huán)，處于磁感強度為B，方向垂直于環(huán)平面的勻強磁場中，一根金屬桿ab在圓環(huán)上沿圓環(huán)平面在拉力的作用下以速度v勻速向右運動。設(shè)金屬圓環(huán)和桿的單位長度的電阻均為，當ab滑至圖示位置時，求拉力的瞬時功率P=？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個邊長L=0.5m的正方形金屬框abcd，質(zhì)量m=0.1kg，整個回路的電阻R=0.5，放在傾角為30°的光滑不導電的斜面上，斜面上有一段寬L=0.5m的勻強磁場，B=0.5T，方向垂直于斜面`向上，金屬框由靜止開始下滑，沿斜面下滑了一段距離后進入磁場區(qū)，如圖所示，求：

(1)金屬框進入磁場區(qū)域時可能作什么運動?為什么?
(2)欲使線框勻速穿過磁場區(qū)域，金屬框應(yīng)從何處下滑?(即=?)
(3)在(2)的情況下，金屬框穿過磁場過程中產(chǎn)生多少熱量?
 

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