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如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距L=0.3m,导轨的左端M、N用0.2Ω的电阻R连接,导轨电阻不计.导轨上停放着一金属杆,杆的电阻r=0.1Ω,质量m=0.1kg,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T.现在金属杆上施加一垂直于杆的水平外力F,使R上的电压每秒钟均匀地增加0.05V,且电流方向由M点流向N点,设导轨足够长,则:
(1)说明外力F的方向.
(2)写出外力F随时间变化的函数式.
(3)试求从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量.
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(1)根据楞次定律来感应电流的方向,再由左手定则来确定安培力的方向,即为:水平向左,
由于外力与安培力相平衡,所以外力的方向为:水平向右;                                                
(2)因为U=IR,
闭合电路欧姆定律,I=
E
r+R
,
法拉第电磁感应定律,E=BLv                                                  
所以U=
RBLv
r+R
,
△U
△t
=
RBL
r+R
?
△v
△t
,
则有:0.05=
0.2×0.5×0.3
0.1+0.2
a
,
解得:a=0.5m/s2                                                
安培力大小,FA=BIL                                                   
则有,FA=B
BLv
r+R
L=
B2L2at
r+R
FA=
0.52×0.32×0.5t
0.1+0.2
                                       
解得:FA=0.0375t(N)                                            
根据牛顿第二定律,F-FA=ma,
解得:F-0.0375t=0.1×0.5,
即F=0.05+0.0375t(N)                                     
(3)因U1=0,
又U2=0.05×2=0.1V                                        
则有,Q=
1
2
(U1+U2)
R
t
                                          
即Q=
1
2
×
0+0.1
0.2
×2
                                          
解得:Q=0.5C                                                  
答:(1)说明外力F的方向为水平向右.
(2)则外力F随时间变化的函数式F=0.05+0.0375t(N).
(3)则从杆开始运动后的2s内通过电阻R的电量0.5C.
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如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是(  )

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如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:
(1)杆能达到的最大速度为多大?最大加速度为多大?
(2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?
(3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?
(4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?

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精英家教网如图所示,两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直于斜面向上,质量为m的导体棒放在导轨上,并在沿斜面向上的恒力F作用下匀速向上滑,导轨及导体棒的电阻均可忽略.则对导体棒上升高度h的过程中的分析其中正确的是(  )
A、合外力对导体棒所做的功为零B、合外力对导体棒所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和C、克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热D、恒力F所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和

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精英家教网如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距0.3m,导轨左端PQ间用电阻R=0.2Ω相连接,导轨电阻不计,导轨上停放着一金属杆MN,杆的电阻为0.1Ω,质量为0.1kg,始终与导轨保持良好接触,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度为0.5T.现对金属杆施加适当的水平力,使杆由静止开始沿导轨匀加速运动,问:
(1)要使P点电势高于Q点电势,杆应向哪个方向运动?
(2)当金属杆的速度v=2m/s时,电阻R上消耗的电功率多大?
(3)要使电阻R上的电压每秒均匀增加0.05V,杆的加速度a应为多大?

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精英家教网如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是(  )
A、拉力做的功等于棒的机械能的增量B、作用在金属棒上各力的合力做功为零C、拉力与棒受到的磁场力的合力为零D、拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和

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