20．(15分)如圖所示，一根電阻為r、長度為L的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，兩導軌間距也是L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有阻值為R的電阻和電容為C的電容器，垂直導軌平面有豎直向下穿過平面的勻強磁場，磁感應強度為B�，F(xiàn)使金屬棒CD以v的速度向右勻速運動，求：
（1）電阻R消耗的電功率；
（2）電容器兩極板的電量以及上極板的帶電性質(zhì)。
（1）                 由左手定則得，磁場方向垂直于紙面向外      
（2）
（3）該離子射出磁場的位置在Q點的左側(cè)                         
（1）CD棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢  E=BLv  ①（2分）
CD棒與電阻R回路的電流            ②（2分）
電阻R的電功率    P=I2R                     ③（2分）
由①②③解得                      ④（1分）
（2）電容器兩端的電壓  U="IR                 " ⑤（2分）
電容器兩極板的電量  Q="CU                   " ⑥（2分）
由①②⑤⑥解得                    ⑦（2分）
根據(jù)右手定則，上極板帶正電                     （2分） 
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

金屬圓環(huán)的圓心為o，金屬棒oa、ob與金屬環(huán)接觸良好且可繞o在環(huán)上轉(zhuǎn)動，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當外力使oa順時針方向加速轉(zhuǎn)動時，在oa追上ob之前，ob將
A．順時針方向轉(zhuǎn)動
B．逆時針方向轉(zhuǎn)動
C．先順時針方向轉(zhuǎn)動，后逆時針方向轉(zhuǎn)動
D．先逆時針方向轉(zhuǎn)動，后順時針方向轉(zhuǎn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，有一區(qū)域足夠大的勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向與水平放置的導軌垂直。導軌寬度為L，右端接有電阻R。MN是一根質(zhì)量為m的金屬棒，金屬棒與導軌垂直放置，且接觸良好，金屬棒與導軌電阻均不計。金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)給金屬棒一水平初速度v0，使它沿導軌向左運動。已知金屬棒停止運動時位移為s。求：
（1）金屬棒速度為v時的加速度為多大？
（2）金屬棒運動過程中通過電阻R的電量q；
（3）金屬棒運動過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）兩根金屬導軌平行放置在傾角為θ=30°的斜面上，導軌左端接有電阻R=10Ω，導軌自身電阻忽略不計。勻強磁場垂直于斜面向上，磁感強度B=0.5T。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻可不計的金屬棒ab靜止釋放，沿導軌下滑（金屬棒a b與導軌間的摩擦不計）。如圖所示，設導軌足夠長，導軌寬度L=2m，金屬棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好，當金屬棒下滑h=3m時，速度恰好達到最大值。求此過程中金屬棒達到的最大速度和電阻中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，磁場寬度為，正方形金屬框邊長為，每邊電阻均為R/4，金屬框以速度v的勻速直線穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線方向垂直，當金屬框cd邊到達磁場左邊緣時，勻強磁場磁感應強度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化．
（1）求金屬框進入磁場階段，通過回路的電荷量；
（2）在圖丙i－t坐標平面上畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應電流i隨時間t的變化圖線（取逆時針方向為電流正方向）；
（3）求金屬框穿過磁場區(qū)的過程中cd邊克服安培力做的功W．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（10分)如圖所示，MN、PQ和F1、HJ是四根相互平行的長金屬導軌，它們的間距相等，均為L=30cm．長為3L、電阻為R=0．3 的金屬棒可緊貼四導軌，沿導軌方向無摩擦的運動．在導軌MN、PQ的左端連接有阻值為Ro=0．1的電阻，在金屬導軌FI、HJ的右端連接有一對水平放置、間距為d="18" m的平行金屬板．除該金屬板外，整套裝置處于垂直
于導軌平面的勻強磁場中，磁感應強度的大小為B=0．4T．用～適當?shù)睦κ菇饘侔粢运俾蕍=5m／s向右運動，此
時金屬板間一帶電微粒恰好懸浮在兩板的正中央．取g=l0m／s2，求：
(1)帶電微粒的比荷：
(2)為維持金屬棒的勻速運動，加在金屬棒上的拉力的功率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示,水平放置的U形金屬框架中接有電源,電源的電動勢為ε,內(nèi)阻為r,框架上放置一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿,它可以在框架上無摩擦地滑動,框架兩邊相距L,勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向下．當ab桿受到水平向右恒力F后開始向右滑動,求：
（1）ab桿從靜止開始向右滑動,啟動時的加速度．
（2）ab桿可以達到的最大速度vmax
（3）ab桿達到最大速度vmax時電路中每秒放出的熱量Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，足夠長的平行金屬導軌MN、PQ平行放置，間距為L，與水平面成角，導軌與固定電阻R1和R2相連，且R1=R2=R．R1支路串聯(lián)開關S，原來S閉合，勻強磁場垂直導軌平面斜向上。有一質(zhì)量為m的導體棒ab與導軌垂直放置，接觸面粗糙且始終接觸良好，導體棒的有效電阻也為R，現(xiàn)讓導體棒從靜止釋放沿導軌下滑，當導體棒運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時速率為v，此時整個電路消耗的電功率為重力功率的3/4。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g，導軌電阻不計。試求：
（1）在上述穩(wěn)定狀態(tài)時，導體棒ab中的電流I和磁感應強度B的大�。�
（2）如果導體棒從靜止釋放沿導軌下滑距離后運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路產(chǎn)生的電熱是多少？
（3）斷開開關S后，導體棒沿導軌下滑一段距離后，通過導體棒ab的電量為q，求這段距離是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導體棒MN上升，導體棒的電阻R為1Ω，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直。當導體棒上升h=3.8m時，獲得穩(wěn)定的速度，導體棒上產(chǎn)生的熱量為2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)一直為7V、1A，電動機內(nèi)阻r為1Ω，不計框架電阻及一切摩擦，求：
（1）棒能達到的穩(wěn)定速度；
（2）棒從靜止至達到穩(wěn)定速度所需要的時間。

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