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如圖1所示，水平平行放置的足夠長的光滑導軌上左端連有電阻R，其余電阻不計，并處于垂直導軌平面的勻強磁場中，從靜止起，用水平外力作用在垂直跨接于導軌間的金屬棒ab上，金屬棒的電阻不計，若作用力恒定，當ab的速度為v時，棒的加速度為a1，最終速度可達2v；若作用力的功率恒定，當ab的速度為v時，棒的加速度為a2，最終速度也可達2v，試求a1、a2間的大小關(guān)系.


（1）設(shè)恒力為F1，最終勻速運動時，由平衡條件有
F1=BIL=BEL/R
=BL
=①
當速度為v時，ab棒所受安培力F2，
同理有  F2=②
由牛頓第二定律，有  F1-F2=ma1③
①②③聯(lián)立解得 a1=④
（2）設(shè)恒功率為P，最終速度為2v時，與安培力功功率率相等，即
P=F安?2v=BIL?2v
==⑤
當速度為v時，ab棒所受外力F′，有  P=F′?v⑥
由牛頓第二定律，有F1′-F2=ma2⑦
⑤⑥⑦聯(lián)立解得   a2=⑧
（3）比較④、⑧兩式可得a2=3a1.
【試題分析】
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2001?江西）如圖1所示．一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道面向下．現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖2所示．求桿的質(zhì)量m和加速度a．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，兩平行的水平放置的電阻不計的光滑金屬軌道M、N，間距為d，金屬棒ab的質(zhì)量為m，電阻為r，垂直放在導軌上且與導軌接觸良好，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，磁場方向垂直于金屬棒ab且與導軌平面夾角為α斜向上，電源電壓恒為U，可變電阻最大阻值為R，把可變電阻阻值調(diào)到最大，然后合上電鍵K，求合上電鍵時，
（1）棒ab受到的安培力的大小，請在圖2中標出安培力的方向；
（2）棒ab的加速度的大小；
（3）在不施加其它外力的情況下，請你提出兩個增大棒ab加速度的辦法．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，水平放置長為L的平行金屬板A和B的距離為d，它們的右端安放著垂直于金屬板的靶MN，現(xiàn)在A、B板上加上如圖2所示的方波電壓，電壓的正向值為U0，反向電壓值為
U0
2
，且每隔
T
2
換向一次，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶正電且電量為q的粒子束從A、B的中點O沿平行于金屬板方向OO′射入，設(shè)粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B間的飛行時間均為T．不計重力的影響，試問：
（1）在靶MN上距其中心O′點多遠的范圍內(nèi)有粒子擊中？
（2）要使粒子能全部打在靶MN上，電壓U0的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？（寫出U0、m、d、q、T的關(guān)系式即可）
（3）求打在靶上的粒子的速度有多大？
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.20m，電阻R=1Ω，有一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN平放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=5精英家教網(wǎng)T，現(xiàn)用拉力F平行軌道方向拉金屬棒，使棒做初速為零的勻加速直線運動，加速度a=1m/s2，試求：
（1）第2s末安培力FA的大��；
（2）在2虛線方框內(nèi)畫出拉力F隨時間t變化的圖線（要標出坐標值）；
（3）當拉力F=4N時，電路消耗的電功率；
（4）若拉力F的最大值為5N，流過電阻R的最大電流為多大？

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