如圖所示，兩足夠長的平行光滑金屬導軌傾斜放置，與水平面間的夾角為θ=37°，兩導軌之間距離為L=0.2m，導軌上端m、n之間通過導線連接，有理想邊界的勻強磁場垂直于導軌平面向上，虛線ef為磁場邊界，磁感應強度為B=2.0T．一質(zhì)量為m=0.05kg的光滑金屬棒ab從距離磁場邊界0.75m處由靜止釋放，金屬棒接入兩軌道間的電阻r=0.4Ω，其余部分的電阻忽略不計，ab、ef均垂直導軌．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）ab棒最終在磁場中勻速運動時的速度；
（2）ab棒運動過程中的最大加速度．
（1）ab受到的安培力F=BIL=
B2L2v
r
，
ab做勻速直線運動，由平衡條件得：
B2L2v
r
=mgsinθ，解得：v=0.75m/s；
（2）從ab棒開始運動到剛進入磁場過程中，
由機械能守恒定律得：mgssinθ=
1
2
mv′2，
解得：v′=3m/s，
此時ab棒受到的安培力：
F′=
B2L2v′
r
=
22×0．22×3
0.4
=1.2N，
重力沿斜面方向的分力：G1=mgsinθ=0.3N，
F′＞G1，ab棒進入磁場后做減速運動，
受到的安培力減小，當安培力與重力的分力相等時做勻速運動，
因此當ab棒剛進入磁場時加速度最大，
由牛頓第二定律得：F′-G1=ma，
解得：a=18m/s2，方向平行于斜面向上；
答：（1）ab棒最終在磁場中勻速運動時的速度為0.75m/s；（2）ab棒運動過程中的最大加速度大小為18m/s2，方向沿導軌斜面向上．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

甲、乙兩個相同的線圈，如在1秒鐘內(nèi)通過甲線圈的磁通量由1韋伯增加到5韋伯；在5秒鐘的時間里，通過乙線圈的磁通量從2韋伯均勻增加到1你韋伯，則產(chǎn)生感應電動勢較大的線圈是______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖（甲）為一研究電磁感應的實驗裝置示意圖，其中電流傳感器（相當于一只理想的電流表）能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)接嬎銠C，經(jīng)計算機處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖象．已知電阻R及金屬桿的電阻r均為0.5Ω，桿的質(zhì)量m及懸掛物的質(zhì)量M均為0.1kg，桿長L=1m．實驗時，先斷開K，取下細線調(diào)節(jié)軌道傾角，使桿恰好能沿軌道勻速下滑．然后固定軌道，閉合K，在導軌區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓桿在懸掛物M的牽引下，從圖示位置由靜止開始釋放，此時計算機屏幕上顯示出如圖（乙）所示的I-t圖象（設(shè)桿在整個運動過程中與軌道垂直，且細線始終沿與軌道平行的方向拉桿，導軌的電阻、細線與滑輪間的摩擦及滑輪的質(zhì)量均忽略不計）．

試求：（1）t=0.2s時電阻R的熱功率；
（2）勻強磁場的磁感應強度B的大��；
（3）估算0～0.4s內(nèi)流過電阻R的電荷量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，讓閉合矩形線圈abcd從高處自由下落一段距離后進入勻強磁場，從bc邊開始進入磁場到ad邊剛進入磁場的這一段時間里，圖5所示的四個V-t圖象中，肯定不能表示線圈運動情況的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，一個閉合三角形導線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方（略靠前）固定一根與線框平面平行的水平直導線，導線中通以圖示方向的恒定電流．釋放線框，它由實線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動，在此過程中（　　）
A．線框中感應電流方向依次為ACBA→ABCA→ACBA
B．線框的磁通量為零的時，感應電流卻不為零
C．線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上
D．線框所受安培力的合力為零，做自由落體運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在光滑水平面上有一長為L1、寬為L2的單匝矩形閉合導體線框abcd，處于磁感應強度為B的有界勻強磁場中，其ab邊與磁場的邊界重合．線框由同種粗細均勻的導線制成，它的總電阻為R．現(xiàn)將用垂直于線框ab邊的水平拉力，將線框以速度v向右沿水平方向勻速拉出磁場，此過程中保持線框平面與磁感線垂直，且ab邊與磁場邊界平行．求線框被拉出磁場的過程中：
（1）通過線框的電流；
（2）線框中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）線框中a、b兩點間的電壓大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示．水平放置的足夠長光滑金屬導軌ab、cd處于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌平面垂直．質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ef靜止于導軌上．導軌的另一端經(jīng)過開關(guān)S與平行板電容器相連，開始時，開關(guān)打開，電容器上板帶正電，帶電量為Q．現(xiàn)閉合開關(guān)S，金屬棒開始運動，則下列說法正確的有（　�。�
A．電容器所帶電量逐漸減少，最后變?yōu)榱?/td>
B．電容器兩板問場強逐漸減小，最后保持一個定值不變
C．金屬棒中電流先增大后減小，最后減為零
D．金屬棒的速度逐漸增大，最后保持一個定值不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，MN、PQ為間距l(xiāng)=1m足夠長的f行導軌，NQ⊥MN，導軌的電阻均不計．導軌平面與水平面問的夾角θ=37°，NQ間連接有一個R=4Ω的電阻．有一勻強磁場垂直于導軌平面且方向向上，磁感應強度為B0=1T．將一質(zhì)量為m=O.1kg電阻未知的金屬棒ab緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，沒金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求：
（1）金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ．
（2）cd離NQ的距離x．
（3）金屬捧滑行至cd處的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，光滑平行導軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi)，導軌相距L=0.2m，導軌左端接有規(guī)格為“0.6V，0.6W”的小燈泡，磁感應強度B=1T的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒ab與導軌垂直并接觸良好，在水平拉力作用下沿導軌向右運動，此過程中小燈泡始終正常發(fā)光，已知導軌MN、PQ與導體棒的材料相同，每米長度的電阻r=0.5Ω，其余導線電阻不計，導體棒的質(zhì)量m=0.1kg，導體棒到左端MP的距離為x．

（1）求出導體棒ab的速度v與x的關(guān)系式；
（2）在圖乙所給坐標中準確畫出aMPba回路的電功率P與x的關(guān)系圖象（不必寫出分析過程，只根據(jù)所畫圖象給分）；
（3）求出導體棒從x1=0.1m處運動到x2=0.3m處的過程中水平拉力所做的功．

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