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    如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在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在离开磁场右边界时的速度；

    （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；

    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

     


    （1）（2）（3）①若（或），则棒做匀速直线运动；

    ②若（或F＞），则棒先加速后匀速；

    ③若（或F＜），则棒先减速后匀速。


    解析:

    解（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为，则有：

    　                     　                            ①

    　                             ②

    　对ab棒　    F－BIl＝0                             ③

    　　       解得　                                ④

    注：Vm、F是正比关系，在不同拉力作用下物体做匀速运动的最大速度不同。

    （2）在全程，由能量转化和守恒可得：　　     ⑤

    解得：                  ⑥

    （3）设棒刚进入磁场时速度为v

    　　　        由：                                 ⑦

    可得：                                   ⑧

    棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：

    ①若（或），则棒做匀速直线运动；

    ②若（或F＞），则棒先加速后匀速；

    ③若（或F＜），则棒先减速后匀速。

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    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
    （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况．

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    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
    （2）棒ab通过磁场区的过程中电阻RMP所消耗的电能；
    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况，要求写出F满足的条件．

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    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；

    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

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    科目：高中物理 来源：广东一模 题型：问答题

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    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
    （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况．
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