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（18分）如圖，傾角為θ寬度為d長為L的光滑傾斜導軌C1D1、C2D2頂端接有可變電阻R0，L足夠長，傾斜導軌置于垂直導軌平面斜向左上方的勻強磁場中，磁感應強度為B，C1A1B1、C2A2B2為絕緣軌道，由半徑為R處于豎直平面內的光滑半圓環(huán)A1B1、A2B2和粗糙的水平軌道C1A1、C2A2組成，粗糙的水平軌道長為S，整個軌道對稱。在導軌頂端垂直于導軌放一根質量為m、電阻不計的金屬棒MN，使其從靜止開始自由下滑，不考慮金屬棒MN經過接點A、C處時機械能的損失，整個運動過程中金屬棒始終保持水平，水平導軌與金屬棒MN之間的動摩擦因數為µ。求：

（1）金屬棒MN在傾斜導軌CD上運動的過程中，電阻R0上產生的熱量Q為多少？

（2）為了金屬棒MN能到達光滑半圓環(huán)B1B2點，可變電阻R0應滿足什么條件?

（18分）解：由于L足夠長，棒MN在斜導軌上到達C端前已經做勻速直線運動，設勻速運動的速度大小為v，則：

回路電動勢E=Bdv，感應電流為,…2分

對棒由平衡條件有：,所以�！�2分

根據能量轉化和守恒定律，有：,…3分

所以�！�3分

（2）若棒能到達B1B2點，設到達B1B2點時的速度為v，對棒由牛頓第二定律有：,解得：�！�2分

對棒從C1C2到B1B2的過程，由功能關系有：,…3分

解得可變電阻R0應滿足的條件為：�！�3分

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?江蘇）如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導軌間距為l、足夠長且電阻忽略不計，導軌平面的傾角為α，條形勻強磁場的寬度為d，磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直．長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質量為m，置于導軌上．導體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產生，圖中未畫出）．線框的邊長為d（d＜l），電阻為R，下邊與磁場區(qū)域上邊界重合．將裝置由靜止釋放，導體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回，導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直．重力加速度為g．
求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產生的焦耳熱Q；
（2）線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時間t1；
（3）經過足夠長時間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離Χm．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（16分）如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導軌間距為l、足夠長且電阻忽略不計，導軌平面的傾角為，條形勻強磁場的寬度為d，磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直。長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質量為m，置于導軌上。導體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產生，圖中未圖出）。線框的邊長為d（d < l），電阻為R，下邊與磁場區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回，導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直。重力加速度為g。求：

（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產生的焦耳熱Q；

（2）線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時間t1；

（3）經過足夠長時間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離m。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（18分）如圖，傾角為θ寬度為d長為L的光滑傾斜導軌C1D1、C2D2頂端接有可變電阻R0，L足夠長，傾斜導軌置于垂直導軌平面斜向左上方的勻強磁場中，磁感應強度為B，C1A1B1、C2A2B2為絕緣軌道，由半徑為R處于豎直平面內的光滑半圓環(huán)A1B1、A2B2和粗糙的水平軌道C1A1、C2A2組成，粗糙的水平軌道長為S，整個軌道對稱。在導軌頂端垂直于導軌放一根質量為m、電阻不計的金屬棒MN，使其從靜止開始自由下滑，不考慮金屬棒MN經過接點A、C處時機械能的損失，整個運動過程中金屬棒始終保持水平，水平導軌與金屬棒MN之間的動摩擦因數為µ。求：

（1）金屬棒MN在傾斜導軌CD上運動的過程中，電阻R0上產生的熱量Q為多少？

（2）為了金屬棒MN能到達光滑半圓環(huán)B1B2點，可變電阻R0應滿足什么條件?

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科目：高中物理 來源：2011年四川省成都七中高考物理二診模擬試卷（四）（解析版） 題型：解答題

如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導軌間距為l、足夠長且電阻忽略不計，導軌平面的傾角為α，條形勻強磁場的寬度為d，磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直．長度為2d的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質量為m，置于導軌上．導體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產生，圖中未畫出）．線框的邊長為d（d＜l），電阻為R，下邊與磁場區(qū)域上邊界重合．將裝置由靜止釋放，導體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回，導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直．重力加速度為g．
求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產生的焦耳熱Q；
（2）線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時間t1；
（3）經過足夠長時間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離Χm．

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