如圖所示，寬度為L="0.20" m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平桌面上，導軌的一端連接阻值為R=0.9Ω的電阻。在cd右側(cè)空間存在垂直桌面向上的勻強磁場，磁感應強度B="0.50" T。一根質(zhì)量為m="10" g，電阻r=0.1Ω的導體棒ab垂直放在導軌上并與導軌接觸良好�，F(xiàn)用一平行于導軌的輕質(zhì)細線將導體棒ab與一鉤碼相連，將鉤碼從圖示位置由靜止釋放。當導體棒ab到達cd時，鉤碼距地面的高度為h="0.3" m。已知導體棒ab進入磁場時恰做v="10" m/s的勻速直線運動，導軌電阻可忽略不計，取g="10" m/s2。

求：(1)導體棒ab在磁場中勻速運動時，閉合回路中產(chǎn)生的感應電流的大��？
(2)掛在細線上的鉤碼的質(zhì)量？
(3)求導體棒ab在磁場中運動的整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量？
(1) 1A(2) 0.01 kg  (3) 0.477 J
(1)感應電動勢為E="BLv=1.0" V  (2分)
感應電流I=A=1A                  (2分)
(2)導體棒勻速運動，安培力與拉力平衡，則有
BIL=Mg                                   (2分)
所以Mkg="0.01" kg             (2分)
(3)導體棒移動0.3 m所用的時間為t=="0.03" s     (1分)
根據(jù)焦耳定律，Q1=I2(R+r)t="0.03" J(或Q1="Mgh=0.03" J)(1分)
根據(jù)能量守恒，Q2= mv2="0.5" J                    (1分)
電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=(Q1+Q2) ="0.477" J           (1分)
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，平行金屬導軌與水平面間的夾角為，導軌間距為，電阻不計，它與阻值為R的定值電阻相連，勻強磁場垂直穿過導軌平面，磁感應強度為B。有一質(zhì)量為m的導體棒從ab位置由靜止平行于斜面向下運動，到達a′b′位置時的速度大小為v，滑行的距離為s，導體棒的電阻也為R，與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，
A．上述滑動過程中導體棒受到的最大安培力為
B．上述滑動過程中導體棒做勻加速直線運動
C．上述滑動過程中由于電流做功產(chǎn)生的熱量為
D．上述滑動過程中導體棒損失的機械能為mgs

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根水平放置的相互平行的金屬導軌ab、cd，表面光滑，處在豎直向上的勻強磁場中，金屬棒PQ垂直于導軌放在上面，以速度v向右勻速運動，欲使棒PQ停下來，下面的措施可行的是(導軌足夠長，棒PQ有電阻)(   )
A．在PQ右側(cè)垂直于導軌再放上一根同樣的金屬棒
B．在PQ右側(cè)垂直于導軌再放上一根質(zhì)量和電阻均比棒PQ大的金屬棒
C．將導軌的a、c兩端用導線連接起來
D．在導軌的a、c兩端用導線連接一個電容器

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在勻強磁場中放置一個電阻不計的平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相連，導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所在的平面，欲使M所包圍的小線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應電流，則導線的運動情況可能是（  ）
A．勻速向右運動B．減速向右運動
C．加速向右運動D．減速向左運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，上下不等寬的平行金屬導軌的EF和GH兩部分導軌間的距離為2L，I J和MN兩部分導軌間的距離為L，導軌豎直放置，整個裝置處于水平向里的勻強磁場中，金屬桿ab和cd的質(zhì)量均為m，都可在導軌上無摩擦地滑動，且與導軌接觸良好，現(xiàn)對金屬桿ab施加一個豎直向上的作用力F，使其勻速向上運動，此時cd處于靜止狀態(tài)，則F的大小為（   ）
A．2mgB．3mgC．4mgD．mg

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）在地面附近的真空室中，水平平行虛線PQ、MN間有方向水平且垂直于紙面的勻強磁場，PQ與MN相距為2L。一個邊長為L、質(zhì)量為m的均勻金屬框abcd，總電阻為R，處于豎直面內(nèi)，ab邊距PQ為L。讓金屬框由靜止開始下落，運動中保證金屬框始終在豎直平面內(nèi)且ab邊與PQ平行，當金屬框ab邊剛進入磁場，金屬框即開始做勻速運動。已知重力加速度為g，求

（1）勻強磁場的磁感應強度B
（2）金屬框從開始運動至其ab邊剛要出磁場的過程中，金屬框產(chǎn)生的焦耳熱Q
（3）金屬框ab邊剛要出磁場時的速度v

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ豎直放置，磁感應強度B＝0.50T勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌的上端M與P間連接阻值為R＝0.50Ω的電阻，導軌寬度L＝0.40m。金屬棒ab緊貼在導軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，通過傳感器記錄金屬棒ab下滑的距離h與時間t的關(guān)系如下表所示。（金屬棒ab和導軌電阻不計，g=10m/s2）
時 間t/s
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
下滑距離h/m
0
0.18
0.60
1.20
1.95
2.80
3.80
4.80
5.80
6.80
求：（1）在前0. 4s的時間內(nèi)，金屬棒ab中的平均電動勢；  
（2）金屬棒的質(zhì)量m；
（3）在前1.60s的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖甲所示, 兩根足夠長的平行光滑金屬導軌固定放置在水平面上，間距L＝0.2m，一端通過導線與阻值為R=1Ω的電阻連接；導軌上放一質(zhì)量為m＝0.5kg的金屬桿，金屬桿與導軌的電阻均忽略不計．整個裝置處于豎直向上的大小為B＝0.5T的勻強磁場中．現(xiàn)用與導軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運動的v-t圖象如圖乙所示．（取重力加速度g=10m/s2）求：

（1）t＝10s時拉力的大�。�
（2）t＝10s時電路的發(fā)熱功率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

金屬圓環(huán)的圓心為o，金屬棒oa、ob與金屬環(huán)接觸良好且可繞o在環(huán)上轉(zhuǎn)動，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當外力使oa順時針方向加速轉(zhuǎn)動時，在oa追上ob之前，ob將
A．順時針方向轉(zhuǎn)動
B．逆時針方向轉(zhuǎn)動
C．先順時針方向轉(zhuǎn)動，后逆時針方向轉(zhuǎn)動
D．先逆時針方向轉(zhuǎn)動，后順時針方向轉(zhuǎn)動

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