如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L，導軌平面與水平面成角，上端通過導線連接阻值為R的電阻，阻值為r的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應強度大小恒為B，使金屬棒沿導軌由靜止向下運動，金屬棒運動的v－t圖象如圖(b)所示，當t＝t0時刻，物體下滑距離為s．已知重力加速度為，導軌電阻忽略不計．試求：

(1)金屬棒ab勻速運動時電流強度I的大小和方向；

(2)導體棒質(zhì)量m；

(3)在t0時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

答案：
解析：

　　(1)金屬棒ab勻速運動時產(chǎn)生的感應電動勢E

　　∴E＝BLv0　　(2分)

　　∴，方向由a→b　　(2分)

　　(2)金屬棒ab勻速運動時，有

　　mgsin＝F安　　(1分)

　　∴　　(1分)

　　

　　∴　　(2分)

　　(3)由能量守恒，系統(tǒng)共產(chǎn)生焦耳熱Q，有

　　　　(2分)

　　

　　∴電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q熱＝　　(2分)

　　∴Q熱＝　　(1分)


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：山東省煙臺市2008－2009學年高三年級模塊檢測物理 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L＝0.40 m，導軌平面與水平面成＝30°角，上端和下端通過導線分別連接阻值R1＝R2＝1.2 Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小B＝1T．現(xiàn)通過小電動機對金屬棒施加拉力，使金屬棒沿導軌向上做勻加速直線運動，0.5 s時電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變，經(jīng)足夠長時間后，棒達到最大速度5.0 m/s．此過程金屬棒運動的v－t圖象如圖(b)所示，試求：(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速運動時的加速度a的大小

(3)在0～0.5 s時間內(nèi)電動機牽引力F與速度v的關(guān)系

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如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑水平金屬導軌相距為L＝0.40 m，導軌平面與水平面成＝30?角，上端和下端通過導線分別連接阻值R1＝R2＝1.2 Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好的接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B＝1 T．現(xiàn)通過小電動機對金屬棒施加拉力，使金屬棒沿導軌向上做勻加速直線運動，0.5 S時電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變，經(jīng)足夠長時間后，金屬棒到達最大速度5.0 m/S．此過程金屬棒運動的v－t圖像如圖(b)所示，試求：(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速時的加速度a的大小

(3)在0～0.5 s時間內(nèi)電動機牽引力F與速度v的關(guān)系

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科目：高中物理 來源：上海市盧灣區(qū)2011屆高三二模物理試題 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的平行光滑導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面的夾角為α，導軌電阻不計，整個導軌放在垂直導軌平面向上的勻強磁場中．長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m．兩金屬導軌的上端與右端的電路連接，R是阻值可調(diào)的電阻箱，其最大值遠大于金屬棒的電阻值．將金屬棒由靜止釋放，當R取不同的值時，金屬棒沿導軌下滑會達到不同的最大速度vm，其對應的關(guān)系圖像如圖(b)所示，圖中v0、R0為已知，重力加速度取g．請完成下列問題：

(1)勻強磁場的磁感應強度為多少？

(2)金屬棒的電阻值為多少？

(3)當R＝R0時，由靜止釋放金屬棒，在金屬棒加速運動的整個過程中，通過R的電量為q，求在這個過程中R上產(chǎn)生的熱量為多少？

(4)R取不同值時，R的電功率的最大值不同．有同學認為，當R＝R0時R的功率會達到最大．如果你認為這種說法是正確的，請予以證明，并求出R的最大功率；如果你認為這種說法是錯誤的，請通過定量計算說明理由．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為L，導軌平面與水平面成θ角，上端通過導線連接阻值為R的電阻，阻值為r的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應強度大小恒為B，使金屬棒沿導軌由靜止向下運動，金屬棒運動的v-t圖象如圖（b）所示，當t=t0時刻，物體下滑距離為s。已知重力加速度為g,，導軌電阻忽略不計。試求：

（1）金屬棒ab勻速運動時電流強度I的大小和方向；

（2）導體棒質(zhì)量m；

（3）在t0時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

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