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如图所示,电阻不计的光滑平行金属导轨水平放置,间接有阻值为的电阻,导轨相距,空间有竖直向下的匀强磁场.质量为,电阻为的导体棒垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于向右的水平力拉动导体棒从静止开始运动,拉力的功率恒定为,经过时间导体棒达到最大速度.求

(1)匀强磁场磁感应强度的大小.               
(2)这一过程中电阻上所产生的电热.         
(3)换用恒力拉动导体棒从静止开始运动,导体棒达到最大速度将为.求恒力的大小及当导体棒速度为时的加速度.
(1)     
(2)  (3)
(1)导体棒达到最大速度时,拉力与安培力大小相等,即
   ①………………………………(2分)
  ②………………………………(1分)
 ③………………………………(1分)
  ④
解得: ………………………………(2分)
(2)由能量关系,产生总电热
  ⑤………………………………(3分)
电阻上所产生的电热
………………………………(3分)
(3)导体棒达到最大速度时,拉力与安培力大小相等,即
    ⑥
由④⑥式解得  ⑦………………………………(2分)
当速度为时加速度为,根据牛顿第二定律得:
  ⑧………………………………(2分)
由④⑦⑧式解得………………………………(2分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

光滑平行金属导轨长L=2m,二导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端接一阻值为R=0.5 W的电阻,其余电阻不计,轨道所在空间有垂直轨道平面的匀强磁场,磁感应强度B=1T.有一不计电阻的金属棒ab的质量m=0.5kg,放在导轨最上端,如图所示.当ab棒从最上端由静止开始自由下滑,到达底端脱离轨道时,电阻R上产生的热量为Q=1J,求:

(1)当棒的速度为v=2 m/s时,它的加速度是多少?
(2)棒下滑的最大速度是多少?
(3)棒下滑过程中通过电阻R的最大电流是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区域,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里,Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B,两区域中间为宽为s的无磁场区域Ⅱ,有一边长为L(L>s)、电阻为R的正方形金属框abcd置于Ⅰ区域,ab边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度v向右匀速移动。
 
(1)分别求出ab边刚进入中央无磁场区域Ⅱ和刚进入磁场区域Ⅲ时,通过ab边的电流大小和方向。
(2)把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两条足够长的平行光滑导轨MNPQ之间的宽度为L,处于同一竖直平面内,MP间接有阻值为R的电阻。轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置并与导轨接触良好,离a处固定有质量为m的小球(可视为质点),整个装置处于磁感应强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕a端固定轴向右倒下至水平位置时,球的速度为v。若导轨及金属杆电阻不计,忽略各处的摩擦,重力加速度为g,则在金属杆b端即将脱离导轨MN的瞬间,求:
(1) 小球的速度大小;   
(2) 电阻R的电功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,足够长的水平导体框架的宽度L="0.5" m,电阻忽略不计,定值电阻R=2Ω。磁感应强度B="0.8" T的匀强磁场方向垂直于导体框平面,一根质量为m="0.2" kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时,通过导体棒截面的电量共为q="2" C,求:
(1)导体棒做匀速运动时的速度;
(2)导体棒从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒产生的电热。(g取10 m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距l,其框架平面与水平面成角,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d0,现使它由静止开始运动,在棒ab离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度,
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题




(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,匀强磁场磁感强度为B=2T,矩形单匝闭合线圈abcd绕垂直磁场方向的中心轴OO'以ω="200" rad/s角速度旋转,ab=10cm,bc=20cm,绕制线圈abcd的导线是某种粗细均匀合金电阻丝,其每米长电阻为10Ω.求:

(1)在图示位置ab两端电压是多少?
(2)旋转一周导线上产生的热量是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,在水平台面上铺设了两根电阻不计的平行导轨MN和PQ,它们的宽度L=0.50m,水平部分是粗糙的,置于匀强磁场中,磁感应强度B=0.60T,方向竖直向上.倾斜部分较光滑,该处无磁场.直导线a和b可在导轨上滑动,质量均为m=0.20kg,电阻均为R=0.15.b放在导轨的水平部分,a置于斜轨高h=0.050m处无初速度释放(设在运动中a、b间距足够远且始终与导轨接触并垂直.回路感应电流的磁场不计,g=10m/s2)求:

①由导线和导轨所组成回路的最大感应电流是多少?
②如果导线与水平导轨动摩擦因数=0.10,当导线b速度达到最大值
时,a的加速度大小是多少?

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