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兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌光滑且電阻不計，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為θ．在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強磁場．把一個質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，在外力作用下保持靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻為R1．完成下列問題：

       (1) 如圖甲，金屬導(dǎo)軌的一端接一個內(nèi)阻為r的直流電源。撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止．求直流電源電動勢；

       (2) 如圖乙，金屬導(dǎo)軌的一端接一個阻值為R2的定值電阻，撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開始下滑．在加速下滑的過程中，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v時，求此時導(dǎo)體棒的加速度；

       (3) 求(2)問中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度。

 


 (1) 回路中的電流為  （1分）

       導(dǎo)體棒受到的安培力為  （1分）

       對導(dǎo)體棒受力分析知  （1分）

       聯(lián)立上面三式解得：  （1分）

(2)當(dāng)ab桿速度為v時，感應(yīng)電動勢E=BLv，此時電路中電流

       （1分）導(dǎo)體棒ab受到安培力F=BIL=  （1分）

    根據(jù)牛頓運動定律，有 ma=mgsinq －F = mgsinq －  （1分）

   a=gsingq －  （1分）

   （3）當(dāng)=mgsinq 時，ab桿達(dá)到最大速度vm

      （2分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?連云港二模）如圖，兩根足夠長的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌間距為d，兩導(dǎo)體棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m、電阻都為R，回路中其余電阻不計．整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B．在t=0時刻使a沿導(dǎo)軌向上作速度為v的勻速運動，同時將b由靜止釋放，b經(jīng)過一段時間后也作勻速運動．已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=30°，g取10m/s2，不計兩導(dǎo)棒間的相互作用力．
（1）為使導(dǎo)體棒b能沿導(dǎo)軌向下運動，a的速度v不能超過多大？
（2）若a在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿導(dǎo)軌向上運動，試導(dǎo)出F與b的速率v2的函數(shù)關(guān)系式并求出v2的最大值；
（3）在（2）中，當(dāng)t=2s時，b的速度達(dá)到5.06m/s，2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為13.2J，求該2s內(nèi)力F做的功（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，兩根足夠長的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌間距為d，兩導(dǎo)體棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m、電阻都為R，回路中其余電阻不計．整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B，在t=0時刻使a沿導(dǎo)軌向上作速度為v的勻速運動，同時將b由靜止釋放，b經(jīng)過一段時間后也作勻速運動．已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m/s2，不計兩導(dǎo)棒間的相互作用力．
（1）若使導(dǎo)體棒b靜止在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒a向上運動的速度v多大？
（2）若a在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿導(dǎo)軌向上勻速運動，試導(dǎo)出F與b的速率v2的函數(shù)關(guān)系式并求出v2的最大值；
（3）在（2）中，當(dāng)t=2s時，b的速度達(dá)到5.06m/s，2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為13.2J，求該2s內(nèi)力F做的功（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)水平平行放置的兩根足夠長的直光滑金屬導(dǎo)軌上放有一根導(dǎo)體棒導(dǎo)ab，ab與導(dǎo)軌垂直，其電阻為0.02Ω，質(zhì)量為0.1kg，它在導(dǎo)軌間的長度為1m，導(dǎo)軌處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感強度為0.2T，電路中電阻R的阻值為0.08Ω，其它電阻不計，求：
（1）斷開電鍵K，ab在大小為0.1N、水平向右的恒力F作用下，由靜止開始沿軌道滑動過程中ab產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的表達(dá)式．
（2）當(dāng)ab以10m/s的速度滑動時閉合電鍵，并同時撤掉力F，那么由此時開始以后的時間里電阻R所消耗的電能．
（3）在上述（2）的情況下，導(dǎo)體棒ab能滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?寶雞模擬）如圖所示，MN、PQ是水平放置且足夠長的平行金屬導(dǎo)孰，兩導(dǎo)軌間距離d1=0.2rn．兩導(dǎo)軌間有寬度分別為l1=2cm和l2=lcm、磁感強度分別為B1=0.5T和B2=1.0T的勻強磁場，磁場的方向分別垂直紙面向里和向外，在兩導(dǎo)軌右端接有平行金屬板AB；金屬板的長度l=18cm，兩板間距d2=6cm．一金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬桿ab從磁場的左邊界開始以v=20m/s的速度水平向右勻速滑動同時，一比荷為200C/kg的負(fù)離子從兩板間靠近B板左邊緣的C點以速度vo水平向右射入板間，金屬桿滑動中始終與導(dǎo)軌垂直且二者保持良好接觸，帶電離子的重力不計；平行金屬板AB充放電時間不計，若負(fù)離子從兩金屬板間射出時速度方向水平向右，求v0．的最小值是多少？

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科目：高中物理 來源：2011年陜西省寶雞市高考物理質(zhì)檢試卷（三）（解析版） 題型：解答題

如圖所示，MN、PQ是水平放置且足夠長的平行金屬導(dǎo)孰，兩導(dǎo)軌間距離d1=0.2rn．兩導(dǎo)軌間有寬度分別為l1=2cm和l2=lcm、磁感強度分別為B1=0.5T和B2=1.0T的勻強磁場，磁場的方向分別垂直紙面向里和向外，在兩導(dǎo)軌右端接有平行金屬板AB；金屬板的長度l=18cm，兩板間距d2=6cm．一金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬桿ab從磁場的左邊界開始以v=20m/s的速度水平向右勻速滑動同時，一比荷為200C/kg的負(fù)離子從兩板間靠近B板左邊緣的C點以速度vo水平向右射入板間，金屬桿滑動中始終與導(dǎo)軌垂直且二者保持良好接觸，帶電離子的重力不計；平行金屬板AB充放電時間不計，若負(fù)離子從兩金屬板間射出時速度方向水平向右，求v．的最小值是多少？

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同步練習(xí)冊答案