如圖所示，兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=lm，導(dǎo)軌平而與水平面成0=37°角，上、下端各連接一電阻，阻值分別為R1=4Ω、R2=6Ω．質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.6Ω的金屬捧ab放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，整個裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
（1）金屬棒下滑的最大速度；
（2）從ab開始運動到達到穩(wěn)定狀態(tài)時，電阻R2上產(chǎn)生的熱量Q=0.4J，求該過程中ab位移x的大�。�
（1）金屬棒達到最大速度時，受力平衡，則有：
mgsinθ=μFN+F
FN=mgcosθ
又因有：F=BIL=
B2l2v
R

回路的總電阻為：R=r+
R1R2
R1+R2

代入數(shù)據(jù)得：v=6m/s
（2）電阻R1上產(chǎn)生的熱量為：Q1=
R2
R1
Q
金屬棒上產(chǎn)生的熱量為：Qr=
r
R并
（Q+Q1）
由能的轉(zhuǎn)化和守恒可得：
mgsinθx=μmgcosθx+Q+Q1+Qr+
1
2
mv2
代入數(shù)據(jù)解得：x=5.125m
答：（1）金屬棒下滑的最大速度為6m/s；
（2）該過程中ab位移x的大小為5.125m．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長均為L的正方形線框，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍，放在勻強磁場的上方，其磁場寬度為4L，兩線框的下邊距離磁場的上邊的高度均為h，讓它們同時由靜止釋放．問：
（1）A、B線框哪個先落地？請用學(xué)過的物理知識分析論證你的結(jié)論；
（2）落地時，計算通過A、B兩個線框的電量之比；
（3）落地時，能否判斷出哪個線框產(chǎn)生的熱量較多？若能，求出兩者產(chǎn)生的熱量之比；若不能，請說明理由．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，寬L=1m的足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度大小B=1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上、導(dǎo)軌的傾角θ=30°．一根質(zhì)量m=0.2Kg，電阻R=lΩ的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌向上的牽引力F作用在直棒ab上．使ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，運動中ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）若牽引力恒定，請定性畫出ab棒運動的v-t圖象；
（2）若牽引力的功率P恒為12W，則ab棒運動的最終速度v為多大？
（3）當ab棒沿導(dǎo)軌向上運動到某一速度時撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為
零，通過ab棒的電量q=0.72C，則撤去牽引力后ab棒滑動的距離S多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，粗細均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，圓環(huán)直徑為l；長為l、電阻為
r
2
的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以v0向左運動，當ab棒運動到圖示虛線位置時，金屬棒兩端的電勢差為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，Ⅰ和Ⅱ是一對異名磁極，ab為放在其間的金屬棒．a(chǎn)b和cd用導(dǎo)線連成一個閉合回路．當ab棒向左運動時，cd導(dǎo)線受到向下的磁場力．由此可知Ⅰ是______極（填空“N”或“S”），a、b兩點的電勢φa______φb（填空“＞”、“＜”或“=”）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，先后以速度v1和v2把一矩形線圈勻速拉出有界的勻強磁場區(qū)域，若v2=2v1，則在先后兩種情況下，下列說法正確的是（　　）
A．線圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2=2：1
B．線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=1：4
C．作用在線圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
D．通過線圈某截面的電荷量之比q1：q2=1：2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示：寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開始沿導(dǎo)軌運動（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直），當棒的電阻R產(chǎn)生熱量Q=5.8J時獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒的電量q=2.8C（框架電阻不計，g取10m/s2）．
問：（1）ab棒達到的穩(wěn)定速度多大？
（2）ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時間多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，導(dǎo)體棒ab可以無摩擦地在足夠長的豎直軌道上滑動，整個裝置處于勻強磁場中，除R外其他電阻均不計，則導(dǎo)體棒ab下落過程中（　�。�
A．金屬棒的機械能守恒
B．棒達到穩(wěn)定速度以前，電阻R增加的內(nèi)能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C．棒達到穩(wěn)定速度以后，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電阻R增加的內(nèi)能
D．棒達到穩(wěn)定速度以前，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為棒增加的動能和電阻R增加的內(nèi)能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，固定于水平地面上接有阻值為R=0.50Ω的電阻的光滑金屬框架上放置一金屬棒ab，金屬框架寬度為L=1.0m，垂直于質(zhì)量為m=1.0kg的金屬棒ab施加一水平恒力F=1.0N，使棒從靜止開始運動，當速度達到最大值時，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.50J，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=1.0T，金屬棒的電阻為r=0.50Ω，不計其它電阻，求：
（1）金屬棒的最大速度v；
（2）達到最大速度時金屬棒在框架上運動的位移S；
（3）金屬棒從靜止開始運動到最大速度所需要的時間t．

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