如圖所示，電阻忽略不計(jì)的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動(dòng)，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場時(shí)a正好進(jìn)入磁場。（不計(jì)a、b之間的作用）求：
（1）在整個(gè)過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；
（3）M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度分別為多少？
(1) Wa=magd =   Wb=mbgd = 
(2)       
（3）
(1) 因?yàn)閮山饘侔舳际莿蛩俅┻^磁場的，所以安培力與重力等大，克服安培力做功分別為：Wa=magd =   Wb=mbgd = 
(2)設(shè)b切割磁感線時(shí)，其上電流為I，則電阻R和a棒上電流均為，根據(jù)焦耳定律：得：  
由（1）知b棒穿過磁場過程產(chǎn)生的總電熱為所以：     
（3）b在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為，總電阻R1=7.5Ω。
b中的電流                 ①
由以上各式得：        ②
a在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)：速度為，總電阻R2=5Ω。
對(duì)a棒同理有：        ③
由②③式得，                 ④ 
又：                     ⑤
                           ⑥
由④⑤⑥得：，   
所以：
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：單選題

兩個(gè)線圈A、B繞在一個(gè)鐵芯的兩側(cè)，分別跟電流表和導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌上垂直擱置一根金屬棒ab，垂直導(dǎo)軌平面有一個(gè)勻強(qiáng)磁場，如圖7所示．在下列情況下能使電流計(jì)中有電流通過的是　 (    )
A．a(chǎn)b向右作勻速運(yùn)動(dòng)．
B．a(chǎn)b向左作勻速運(yùn)動(dòng)．
C．a(chǎn)b向右作加速運(yùn)動(dòng)．
D．a(chǎn)b向左作加速運(yùn)動(dòng)．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

2．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌間距為d,一端跨接電阻為R，勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度為B，方向垂直平行導(dǎo)軌平面，一根長金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過電阻的電流是                   
A．Bdv/(Rsinθ)B．Bdv/R
C．Bdvsinθ/RD．Bdvcosθ/R

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌、、位于同一水平面上，與、與相距均為=1m，導(dǎo)軌間橫跨一質(zhì)量為=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下�，F(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。試求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為多大？此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由靜止開始做加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且經(jīng)歷=1s時(shí)間，燈泡中產(chǎn)生的熱量為12J，試求此過程中外力做了多少功？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖5所示，兩個(gè)門形金屬線框放在光滑水平面上，虛線范圍內(nèi)是一個(gè)勻強(qiáng)磁場。若線框A向B運(yùn)動(dòng)，則能進(jìn)入B(有接觸而無摩擦)，當(dāng)A、B接觸的短暫時(shí)間內(nèi)A的運(yùn)動(dòng)情況是       (       )
A．加速向BB．加速離開BC．減速向BD．靜止不動(dòng)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，相距d="1.0" m,電阻不計(jì)，導(dǎo)軌與半徑為R="1" m的半圓形的光滑絕緣體在N、Q處平滑連接。整個(gè)裝置處于方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=4×10-2 T的勻強(qiáng)磁場中。導(dǎo)體棒ab、cd質(zhì)量均為m="1" kg,長度L="1.2" m，電阻均為r="1" Ω,垂直于導(dǎo)軌方向放置，ab、cd相距x="1" m。現(xiàn)給ab一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I="10" N·s,ab、cd均開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)到cd原來的位置時(shí)，cd恰好獲得最大速度且剛好離開水平導(dǎo)軌。求cd到達(dá)半圓形絕緣體頂端時(shí)對(duì)絕緣體的壓力及整個(gè)過程中導(dǎo)體棒所增加的內(nèi)能。（g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖12-62所示，兩根足夠長且電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在的平面.兩根質(zhì)量均為m且電阻不相同的金屬桿甲和乙跨放在導(dǎo)軌上，兩金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直.現(xiàn)在在金屬桿甲上加一個(gè)與金屬桿甲垂直且水平向右的恒力F，使金屬桿甲從靜止開始沿導(dǎo)軌向右滑動(dòng).與此同時(shí)，在金屬桿乙上加上另外一個(gè)與金屬桿乙垂直且水平向左的拉力，該拉力的功率恒為P，使金屬桿乙也由靜止開始沿導(dǎo)軌向左滑動(dòng).已知經(jīng)過時(shí)間t，甲桿位移為s，兩金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱之和為Q，此時(shí)兩桿剛好都勻速運(yùn)動(dòng)，在該時(shí)刻立即撤去作用在乙上的拉力.試求在以后的過程中，甲、乙兩桿組成的系統(tǒng)，最多還能產(chǎn)生多少焦耳熱？

圖12-62

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，xoy坐標(biāo)系y軸左側(cè)和右側(cè)分別有垂直于紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，一個(gè)圍成四分之一圓形的導(dǎo)體環(huán)oab，其圓心在原點(diǎn)o，半徑為R，開始時(shí)在第一象限。從t=0起繞o點(diǎn)以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。試畫出環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)間t而變的函數(shù)圖象（以順時(shí)針電動(dòng)勢為正）。

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根相距為d足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，一端接有阻值為R的電阻.在x>0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，一電阻為r的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好，并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng).開始時(shí)，金屬直桿位于x=0處，現(xiàn)給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度.在運(yùn)動(dòng)過程中有一大小可調(diào)節(jié)的平行于x軸的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a，方向沿x軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動(dòng).金屬導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).求：

⑴金屬桿減速過程中到達(dá)x0的位置時(shí)，金屬桿的感應(yīng)電動(dòng)勢E；
⑵回路中感應(yīng)電流方向發(fā)生改變時(shí)，金屬桿在軌道上的位置；
⑶若金屬桿質(zhì)量為m，請推導(dǎo)出外力F隨金屬桿在x軸上的位置（x）變化關(guān)系的表達(dá)式.

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同步練習(xí)冊答案