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（16分）如圖2所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為，導軌平面與水平面夾角，導軌上端跨接一定值電阻，導軌電阻不計,整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，長為的金屬棒cd垂直于MN、PQ放置在導軌上，且與導軌保持接觸良好，金屬棒的質量為、電阻為，重力加速度為，現將金屬棒由靜止釋放，當金屬棒沿導軌下滑距離為時，速度達到最大值，求：

（1）金屬棒開始運動時的加速度大��；

（2）勻強磁場的磁感應強度大小；

（3）金屬棒沿導軌下滑距離為的過程中，電阻上產生的電熱？

（1）

（2）

（3）


解析:

（1）金屬棒開始運動時的加速度大小為，由牛頓第二定律有:

…………①（2分）解得：（2分）

（2）設勻強磁場的磁感應強度大小為，則金屬棒達到最大速度時產生的電動勢:

…………②（1分）

回路中產生的感應電流:…………③（1分）

金屬棒所受安培力:…………④（1分）

cd棒所受合外力為零時，下滑的速度達到最大，則…………⑤（1分）

由②③④⑤式解得：…………（1分）

（3）設電阻上產生的電熱為，整個電路產生的電熱為，則：

…………⑥（3分）…………⑦（1分）

由⑥⑦式解得：…………（1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，一對足夠長的平行粗糙導軌固定在水平面上，兩導軌間距l=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，導軌的電阻忽略不計．一根質量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體桿靜置于兩導軌上，并與兩導軌垂直．整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上．現用水平向右的拉力F拉導體桿，拉力F與時間t的關系如圖乙所示，導體桿恰好做勻加速直線運動．在0～2s內拉力F所做的功為W=
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 J，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）導體桿與導軌間的動摩擦因數μ；
（2）在0～2s內通過電阻R的電量q；
（3）在0～2s內電阻R上產生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角α，導軌電阻不計．勻強磁場垂直導軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌電接觸良好，金屬棒的質量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點計時器（圖中未畫出），且能正常工作．在兩金屬導軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調到使R2=12R，重力加速度為g，現將金屬棒由靜止釋放，同時接通打點計時器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點跡的時間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應強度為B有多大？
（2）當金屬棒下滑距離為S0時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產生的電熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?莆田模擬）如圖甲所示，一對足夠長的平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，軌道的電阻忽略不計．一質量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體桿靜置于兩軌道上，并與兩軌道垂直．整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上．現用水平拉力沿軌道方向拉導體桿，拉力F與導體桿運動的位移x間的關系如圖乙所示．當拉力達到最大時，導體桿恰好開始做勻速運動．當位移x=2.5m時撤去拉力，導體桿又滑行了一段距離△x后停下，已知在滑行△x的過程中電阻R上產生的焦耳熱為12J．求：
（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上的電量q；
（2）導體桿運動過程中的最大速度vm；
（3）拉力F作用過程中，回路中產生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5所示，兩足夠長的平行金屬導軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導軌平面向下，金屬棒ab、cd靜止在導軌上，與導軌構成閉合回路且都可沿導軌無摩擦滑動，ab、cd兩棒的質量分別為2m和m。某時刻cd桿突然獲得一初速度v0，則在以后的運動中（　）

A．ab棒做勻加速直線運動、cd棒做勻減速運動，他們的加速度之比為1:2

B．若某時刻ab棒的速度為v0/4，則cd棒此時的速度為v0/2

C．最終兩棒都將做勻速運動，速度大小都為v0/3

D．運動過程中總共產生的焦耳熱為

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