如圖1-5所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1 m，導軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻.勻強磁場方向與導軌平面垂直，質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25.

圖1-5

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大�。�

(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8 W，求該速度的大小；

(3)在上問中，若R=2 Ω，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強度的大小與方向.

(g=10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)

解：(1)金屬棒開始下滑的初速度為零，根據(jù)牛頓第二定律

mgsinθ-μmgcosθ=ma

由上式解得a=10×(0.6-0.25×0.8) m/s2=4 m/s2

(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時，速度為v，所受安培力為F，棒在沿導軌方向受力平衡mgsinθ-μmgcosθ-F=0

此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率Fv=P

由上述兩式解得v=m/s=10 m/s

(3)設(shè)電路中電流為I，兩導軌間金屬棒的長為l，磁場的磁感應(yīng)強度為B

則I=

P=I2R

解得B=×1 T=0.4 T

磁場方向垂直導軌平面向上.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）圖1甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施．若將人和座椅看成一個質(zhì)點，則可簡化為如圖1乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO'轉(zhuǎn)動，設(shè)繩長l=10m，質(zhì)點的質(zhì)量m=60kg，轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d=4.0m，轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角θ=37°（不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時，繩子拉力的大小為
750N
750N
；轉(zhuǎn)盤角速度的大小為
3
2
rad/s
3
2
rad/s
．          
（2）某實驗小組裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點計時器工作頻率為50Hz．
①實驗中木板略微傾斜，這樣做
CD
CD
；
A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．是為了增大小車下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
②實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…，并起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車．把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1，…；橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據(jù)第四次的紙帶（如圖所2示）求得小車獲得的速度為
2
2
 m/s．
③若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W-v草圖如圖3所示，根據(jù)圖線形狀，可知對W與v的關(guān)系做出的猜想肯定不正確的是
AB
AB
．
A．W∝
v
        B．W∝
1
v
         C．W∝v2         D．W∝v3
④如果W∝v2的猜想是正確的，則畫出的W-v2圖象應(yīng)是：
過原點的一條直線
過原點的一條直線

⑤在本實驗中你認為影響實驗效果的可能原因是
橡皮筋的規(guī)格不完全相同
橡皮筋的規(guī)格不完全相同
．（只要回答出一種原因即可）
（3）如圖4，①下述關(guān)于用多用表歐姆檔測電阻的說法中正確的是
AC
AC
．
（A）測量電阻時如果指針偏轉(zhuǎn)過大，應(yīng)將選擇開關(guān)S撥至倍率較小的檔位，重新調(diào)零后測量
（B）測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則會影響測量結(jié)果
（C）測量電路中的某個電阻，應(yīng)該把該電阻與電路斷開
（D）測量阻值不同的電阻時都必須重新調(diào)零
②一只標有“18V，10W”的燈泡，正常工作時的電阻為
32.4
32.4
Ω；若用多用電表的歐姆檔來測量這只燈泡的電阻，則測出的阻值應(yīng)
小于
小于
填“大于”、“等于”或“小于”）正常工作時的電阻．
（4）讀出多組電阻箱的示數(shù)R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖5所示的
1
U
-
1
R
圖線．由此可求得電源電動勢E和電源內(nèi)阻r，其中E=
2.86
2.86
V，r=
5.71
5.71
Ω．（保留兩位小數(shù)）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1-5所示，固定在水平地面上的斜面體頂端安裝一定滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過定滑輪，P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止狀態(tài).不計滑輪的質(zhì)量和繩子與滑輪間的摩擦，當用水平向右的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動，則（　　） 

圖1-5

A.Q受到的摩擦力一定變小          B.Q受到的摩擦力一定變大

C.輕繩上的拉力一定變小            D.輕繩上的拉力一定不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

 
  兩根相距d=0.20m的平行金屬長

導軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的

勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T，導軌

上面橫放著兩條金屬細桿，構(gòu)成矩形回路，每

條金屬細桿的電阻為r=0.25Ω，回路中其余部

分的電阻可不計。已知兩金屬細桿在平行于導軌的拉力的作用下沿導軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0m/s，如圖1—15所示。不計導軌上的摩擦。求作用于每條金屬細桿的拉力的大小；

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1-5所示，用三根輕繩將質(zhì)量均為m的A、B兩小球以及水平天花板上的固定點O之間兩兩連接.然后用一水平方向的力F作用于A球上，此時三根輕繩均處于直線狀態(tài)，且OB繩恰好處于豎直方向，兩球均處于靜止狀態(tài).三根輕繩的長度之比為OA∶AB∶OB=3∶4∶5.則下列說法正確的是(　　)

A.OB繩中的拉力小于mg

B.OA繩中的拉力大小為

C.拉力F大小為

D.拉力F大小為

圖1-5

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