（12分）足夠長的平行金屬導軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為α，間距為L。垂直于導軌平面向上的勻強磁場的磁感應強度為B，MP間接有阻值為R的電阻，質量為m的金屬桿ab垂直導軌放置，其他電阻不計。如圖所示，用恒力F沿導軌平面向下拉金屬桿ab，使金屬桿由靜止開始運動，桿運動的最大速度為vm，t s末金屬桿的速度為v1，，前t s內金屬桿的位移為x，（重力加速度為g）求：

（1）金屬桿速度為v1時加速度的大��；

（2）整個系統(tǒng)在前t s內產生的熱量。

 

【答案】

（1）（2）

【解析】

試題分析：金屬桿運動過程中，沿斜面方向有自身重力沿斜面向下的分力，沿斜面向下的拉力F，沿斜面向上的摩擦力f和安培力BIL， 當桿運動的速度為時，為勻速運動

得到

當桿的速度為 v1 時，有

解得 

（2）t s 末金屬桿的速度為 v1，前 t s 內金屬桿的位移為 x 。

安培力做功全部轉化為電能發(fā)熱，根據(jù)動能定理有

所以焦耳熱

摩擦生熱

整個系統(tǒng)在前t s內產生的熱量

考點：電磁感應

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一豎直面上，兩導軌間距d=1m，電燈L的電阻R=4Ω，導軌上放一質量m=1kg、電阻r=1Ω的金屬桿，長度與金屬導軌等寬，與導軌接觸良好，導軌的電阻不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，磁場的方向垂直導軌平面向里．現(xiàn)用一拉力F沿豎直方向拉桿，使金屬桿由靜止開始向上運動，經(jīng)3s上升了4m后開始做勻速運動．圖乙所示為流過電燈L的電流平方隨時間變化的I2-t圖線，取g=10m/s2．求：
（1）3s末金屬桿的動能；
（2）3s末安培力的功率；
（3）4s內拉力F做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距為L=1m，定值電阻R1=4Ω，R2=2Ω，導軌上放一質量為m=1kg的金屬桿，導軌和金屬桿的電阻不計，整個裝置處于磁感應強度為B=0.8T的勻強磁場中，磁場的方向垂直導軌平面向下，現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿，使金屬桿由靜止開始運動．圖乙所示為通過R1中的電流平方隨時間變化的I12-t圖線，求：
（1）5s末金屬桿的動能；
（2）5s末安培力的功率
（3）5s內拉力F做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?黃埔區(qū)模擬）如圖所示，螺線管橫截面積為S，線圈匝數(shù)為N，電阻為R1，管內有水平向左的變化磁場．螺線管與足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相連并固定在同一平面內，與水平面的夾角為θ，兩導軌間距為L．導軌電阻忽略不計．導軌處于垂直斜面向上、磁感應強度為B0的勻強磁場中．金屬桿ab垂直導軌，桿與導軌接觸良好，并可沿導軌無摩擦滑動．已知金屬桿ab的質量為m，電阻為R2，重力加速度為g．忽略螺線管磁場對金屬桿ab的影響、忽略空氣阻力．
（1）為使ab桿保持靜止，求通過ab的電流的大小和方向；
（2）當ab桿保持靜止時，求螺線管內磁場的磁感應強度B的變化率；
（3）若螺線管內方向向左的磁場的磁感應強度的變化率△B/△t=k（k＞0）．將金屬桿ab由靜止釋放，桿將沿斜面向下運動．求當桿的速度為v時，桿的加速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?河南模擬）如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內且足夠長的平行金屬導軌，相距l(xiāng)=50cm．導軌處在垂直紙面向里的磁感應強度B=5T的勻強磁場中．一根電阻為r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導軌左右運動．兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導軌相連接，圖中跨接在兩導軌間的電阻R=0.4Ω．其余電阻忽略不計．已知當金屬棒ab不動時，質量m=10g、帶電量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s2）．求：
（1）小球的速度v0；
（2）若使小球在金屬板間不偏轉，則金屬棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運動的速度應滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌，間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個電阻R=5.0Ω，勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應強度B=1.0T．將一根質量m=0.050kg的金屬棒放在導軌的ab位置，金屬棒的電阻為r=1.0Ω，導軌的電阻不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，當金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒達到cd處的感應電流大��；
（2）金屬棒從ab運動到cd的過程中，電阻R產生的熱量．

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