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如圖B-5所示，豎直固定的光滑U形金屬導軌MNOP每米長度的電阻為r，MN平行于OP，且相距為L，磁感應強度為B的勻強磁場與導軌所在平面垂直.有一質量為m、電阻不計的水平金屬桿ab可在導軌上自由滑動，滑動過程中與導軌接觸良好且保持垂直.將ab從某一位置由靜止釋放后，下滑h高度時速度達到最大，在此過程中，電路里產生的焦耳熱為Q，以后，設法讓桿ab保持這個速度勻速下滑，直到離開導軌為止.求：
（1）金屬桿勻速下滑時的速度；
（2）勻速下滑過程中通過金屬桿的電流I與時間t的關系.


解：（1）金屬桿ab由靜止釋放到剛好達最大速度vmax的過程中，由能量守恒定律得
mgh=
所以   vmax=
（2）設金屬桿剛達最大速度時，電路總電阻為R0，ab桿達最大速度時，有
mg=BIL，ε=BLvmax，I=，由以上三式得  mg=
再經過時間t，電路電阻為R=R0-2rvmaxt，由閉合電路歐姆定律可得  I=
解得  I=
【試題分析】
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在傾角為α=30°的斜面上有一塊豎直放置的擋板，在擋板和斜面之間放有一個重為G=20N的光滑圓球，如圖B-5所示，則這個球對擋板的壓力為_______，對斜面的壓力為________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖8-5所示，豎直放置的U形管，左端開口右端封閉，管內有a、b兩端水銀柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內.已知水銀柱a長為10 cm，水銀柱b兩個液面的高度差為5 cm，大氣壓強為75 cmHg,則A、B兩段空氣柱的壓強分別為PA=________cmHg,PB=_________cmHg.

圖8-5

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖B-5所示，abcd區域是一勻強磁場，現有一豎直的圓環使它勻速下落，在下落過程中，它的左半部分通過水平方向的磁場.O是圓環的圓心，AB是圓環豎直直徑的兩個端點，那么（  ）
A.當A與d重合時，環中的電流最大
B.當O與d重合時，環中的電流最大
C.當O與d重合時，環中的電流最小
D.當B與d重合時，環中的電流最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

(1999年上海，11)如圖3-5所示，豎直光滑桿上套有一個小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘M、N固定于桿上，小球處于靜止狀態.設拔去銷釘M瞬間，小球加速度的大小為12 m/s2.若不拔去銷釘M而拔去銷釘N瞬間，小球的加速度可能是(取g=10 m/s2)?

(A)22 m/s2，豎直向上       (B)22 m/s2，豎直向下

(C)2 m/s2，豎直向上        (D)2 m/s2，豎直向下

 

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