如右圖所示，兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L，左端接有一阻值為R的電阻；所在空間分布有豎直向上，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．有兩根導(dǎo)體棒c、d質(zhì)量均為m，電阻均為R，相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸，它們與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對c施加一水平向右的外力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌以加速度a做勻加速直線運動．(已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，導(dǎo)軌的電阻忽略不計，重力加速度為g)

 

(1)經(jīng)多長時間，導(dǎo)體棒d開始滑動；

(2)若在上述時間內(nèi)，導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則此時間內(nèi)水平外力做的功為多少？

 

【答案】

(1) 　(2)

【解析】

試題分析：(1)設(shè)導(dǎo)體棒d剛要滑動的瞬間，流過d的電流為I，c的瞬時速度為v

電動勢①

流過d的電流 

②

d受到的安培力大小為

③

對d受力分析后，得

④

c的運動時間為

⑤

綜合①、②、③、④、⑤并代入已知得

t＝⑥

v＝.⑦

(2)導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則整個電路上產(chǎn)生的熱量為

⑧

c發(fā)生的位移為

⑨

外力做的功為

⑩

由⑥、⑦、⑧、⑨、⑩并代入已知得

⑪

考點：考查了導(dǎo)體切割磁感線運動，以及動能定理的應(yīng)用

點評：做此類型問題的關(guān)鍵是對安培力的正確分析，安培力是連接電磁問題與力學(xué)的橋梁

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（浙江省四校聯(lián)合體2011屆高三下學(xué)期開學(xué)測試?yán)砜凭C合試題）如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角a=30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．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，試求：
（1）金屬棒下滑的最大速度為多少？
（2）R2為何值時，其消耗的功率最大？最大的功率為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)量之比為2：1，用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬棒cd，經(jīng)過足夠長時間以后（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°，導(dǎo)軌電阻不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R．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，試求：
（1）金屬棒下滑的最大速度為多大？
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時速度恰好達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱Q？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如右圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個運動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻．求：

(1)磁感應(yīng)強度的大小B；

(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運動速度的大小v；

(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.

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同步練習(xí)冊答案