如圖所示，金屬框架與水平面成30°角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金屬棒長(zhǎng)，重量為0.1N，可以在框架上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，棒與框架的總電阻為，運(yùn)動(dòng)時(shí)可認(rèn)為不變，問(wèn)：

(1)要棒以的速度沿斜面向上滑行，應(yīng)在棒上加多大沿框架平面方向與導(dǎo)軌平行的外力？
(2)當(dāng)棒運(yùn)動(dòng)到某位置時(shí)，外力突然消失，棒將如何運(yùn)動(dòng)？
(3)棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度多大？
(4)達(dá)最大速度時(shí)，電路的電功率多大？重力的功率多大？
（1）（2）先減速到零，后又反向加速，直至再次達(dá)到平衡時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)（3）2.5m/s（4） 

試題分析：（1）金屬棒受力如圖所示，則有


其中


聯(lián)立以上各式并帶入數(shù)據(jù)解得
(2)撤去外力后，金屬棒先減速到零，后又反向加速，直至再次達(dá)到平衡時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)。
（3）平衡時(shí)受力如圖所示，則有





聯(lián)立以上各式解得

(4)電路的電功率為
重力的功率為
點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較強(qiáng)，結(jié)合安培力特點(diǎn)考查了物體的平衡，注意公式F=BIL的應(yīng)用條件，以及公式中各個(gè)物理量的含義．
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：計(jì)算題

如圖所示，由同種材料制成的單匝正方形閉合導(dǎo)線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框從磁場(chǎng)上方某高度處，由靜止開(kāi)始下落，恰能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。求：

（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大��；
（2）線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架，MM′和NN′相互平行且足夠長(zhǎng)，間距l(xiāng)=0.40m，質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導(dǎo)體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，導(dǎo)體棒與框架的摩擦忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。t=0時(shí)，垂直于導(dǎo)體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，導(dǎo)體棒ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t=t1時(shí)，金屬框架將要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒的速度v1=6.0m/s；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，當(dāng)t=t2時(shí)，導(dǎo)體棒ab的速度v2=12.0m/s；金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導(dǎo)體棒ab的電阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余電阻不計(jì)。設(shè)框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）求動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）當(dāng)t=t2時(shí)，求金屬框架的加速度；
（3）若在0~t1這段時(shí)間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J，求該過(guò)程中導(dǎo)體棒ab位移x的 大小。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.5" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向水平放置著兩根相距L＝0.2 m平行金屬導(dǎo)軌。在兩根導(dǎo)軌的左端連接一阻值R＝0.4 Ω的電阻（其余部分電阻忽略不計(jì)），導(dǎo)軌上有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒AB與導(dǎo)軌正交放置。當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0 m/s向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求

（1）金屬棒AB切割磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
（2）電阻R中電流強(qiáng)度的大小和方向（向上或向下）
（3）使金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的外力F

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖規(guī)律變化。CF長(zhǎng)為2m。在t=0時(shí)，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)到EF位置，整個(gè)過(guò)程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω，求：

①通過(guò)小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

磁感強(qiáng)度是0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一根跟磁感線垂直、長(zhǎng)0.2m的直導(dǎo)線，以4m/s的速度、在跟磁感線和直導(dǎo)線都垂直的方向上做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于                                                 (       )
A．0.04VB．0.64VC．1VD．16V

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)，到有一定速度時(shí)突然撤銷外力.不計(jì)摩擦，則ab以后的運(yùn)動(dòng)情況可能是（     ）
A．減速運(yùn)動(dòng)到停止
B．來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)
C．勻速運(yùn)動(dòng)
D．加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L＝1 m，上端接有電阻R＝3 Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝1 Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過(guò)程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10 m/s2)．求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．
(2)桿在磁場(chǎng)中下落0.1 s的過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(pán)（不計(jì)各種摩擦），現(xiàn)讓銅盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)．下面對(duì)觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是：
A．銅盤(pán)中沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、沒(méi)有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去
B．銅盤(pán)中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、沒(méi)有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去
C．銅盤(pán)中既有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將很快停下
D．銅盤(pán)中既有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又有感應(yīng)電流，銅盤(pán)將越轉(zhuǎn)越快

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