如圖甲所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出），且能正常工作．在兩金屬導(dǎo)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(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱．
（1）根據(jù)圖乙紙帶上打出的點(diǎn)跡可看出，金屬棒最終做勻速運(yùn)動(dòng)，且速度最大，
最大值為vm=2m/s，
當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，則有mgsinα=F安
因F安=ILB
I=
BLvm
R總

其中R總=6R
所以mgsinα=
B2L2vm
R總

解得B=
3RTmgsinα
L2S

（2）由能量守恒知，放出的電熱Q=mg?2s0sinα-
1
2
m
v2m

代入上面的vm值，可得Q=2mgs0sinα-
2ms
T2

答：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度為B為
3RTmgsinα
L2S
；
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱2mgs0sinα-
2ms
T2
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

足夠長(zhǎng)光滑導(dǎo)軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知導(dǎo)軌寬L=0.5m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T．有阻值為0.5Ω，質(zhì)量為0.2kg的導(dǎo)體棒AB緊挨導(dǎo)軌，沿著導(dǎo)軌由靜止開始下落，如圖所示，設(shè)串聯(lián)在導(dǎo)軌中的電阻R阻值為2Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均不計(jì)．
問(wèn)：（1）導(dǎo)體棒AB在下落過(guò)程中達(dá)到的最大速度為多少？
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒AB的速度為3m/s時(shí)，求此時(shí)棒的加速度？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，固定于水平面的U型金屬導(dǎo)軌abcd，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距L=1.0m，左端接有電阻R=2Ω．金屬桿PQ的質(zhì)量m=0.2Kg，電阻r=1Ω，與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，滑動(dòng)時(shí)保持與導(dǎo)軌垂直．在水平面上建立x0y坐標(biāo)系，x≥0的空間存在豎直向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度僅隨橫坐標(biāo)x變化．金屬桿受水平恒力F=2.4N的作用，從坐標(biāo)原點(diǎn)開始以初速度v0=1.0m/s向右作勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t1=0.4s到達(dá)x1=0.8m處，g取10m/s2．
求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度與橫坐標(biāo)x應(yīng)滿足的關(guān)系；
（2）金屬桿運(yùn)動(dòng)到x1處，PQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；
（3）金屬桿從開始運(yùn)動(dòng)到B=
3
2
T處的過(guò)程中克服安培力所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)=30cm，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左以v=8m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.64Kg、每邊電阻為r=10Ω、邊長(zhǎng)為s=20cm的正方形金屬框abcd用一個(gè)插銷拴著，固定置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B=10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力，g=10m/s2求：
（1）通過(guò)ab邊的電流Iab
（2）導(dǎo)體桿ef所受外力F的大��；
（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，拔掉插銷后，金屬框abcd處于什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，虛線abcd為水平放置的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，方向豎直向下，圓形閉合金屬線框以一定的速度沿光滑絕緣水平面向磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)．如圖所示給出的是金屬線框的四個(gè)可能到達(dá)的位置，則圓形線框的速度可能為零的位置是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，光滑金屬導(dǎo)軌互相平行，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ．放在一個(gè)范圍較大的豎直向上的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．將一根質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌擱在導(dǎo)軌上．當(dāng)ab最后在導(dǎo)軌上以v勻速下滑時(shí)，與導(dǎo)軌相連的小燈炮D正好正常發(fā)光，若不計(jì)導(dǎo)軌、金屬棒ab的電阻，則D的額定功率為多少？燈絲此時(shí)的電阻為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd傾斜放置，兩導(dǎo)軌之間的距離為L(zhǎng)=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為θ=30°，導(dǎo)軌上端a、c之間連接有一阻值為R1=4Ω的電阻，下端b、d之間接有一阻值為R2=4Ω的小燈泡．有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，虛線ef為磁場(chǎng)的上邊界，ij為磁場(chǎng)的下邊界，此區(qū)域內(nèi)的感應(yīng)強(qiáng)度B，隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=0.2kg的金屬棒MN，從距離磁場(chǎng)上邊界ef的一定距離處，從t=0時(shí)刻開始由靜止釋放，金屬棒MN從開始運(yùn)動(dòng)到經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的下邊界ij的過(guò)程中，小燈泡的亮度始終不變．金屬棒MN在兩軌道間的電阻r=1Ω，其余部分的電阻忽略不計(jì)，ef、ij邊界均垂直于兩導(dǎo)軌．重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小燈泡的實(shí)際功率；
（2）金屬棒MN穿出磁場(chǎng)前的最大速率；
（3）整個(gè)過(guò)程中小燈泡產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在傾角為口的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m，電阻為R，邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框，由靜止開始下滑，沿斜面滑行一段距離后ab邊剛越過(guò)ee′進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若當(dāng)ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)．求：
（1）當(dāng)ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v．
（2）當(dāng)ab邊剛越過(guò)ff′進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ時(shí)，線框的加速度a．
（3）線框從ab邊開始進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ至ab邊到達(dá)gg′與ff′的中間位置的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導(dǎo)線框abcd放在光滑的平行導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，現(xiàn)使導(dǎo)線框abcd向右運(yùn)動(dòng)，G1、G2是兩只電流表，則（　�。�
A．G1、G2中都有電流通過(guò)
B．G1、G2中都沒(méi)有電流通過(guò)
C．只有G1中有電流通過(guò)
D．只有G2中有電流通過(guò)

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同步練習(xí)冊(cè)答案