兩金屬桿ab、cd的長度均為L,質量均為m,電阻均為R。用兩根長為2L的柔軟導線連接后放在光滑的水平桌面上,導線的電阻與質量不計。為ad、bc的中線。在的左側空間有垂直于桌面的勻強磁場,磁感應強度為B。位于桌子邊緣的金屬桿Cd受到輕微擾動就會落下桌面,當曲運動至時,cd桿的加速度為零,此時Cd桿尚未著地。

求:(1)ab桿的最大速度;
(2)ah桿從靜止運動到00的過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱。
(1)(2)

試題分析:(1)由題意可知,桿加速度為零時,桿有最大速度
 …………………………………………………………1分
   …………………………………………………………1分…………………………………………………………………………1分
    ……………………………………………………………1分
解得 ……………………………………………………………… 1分
(2)根據(jù)能量守恒
  ……………………………………………………2分
解得      ………………………………………………2分
點評:解答這類問題的關鍵是正確分析安培力的大小與方向,然后根據(jù)導體棒所處狀態(tài)列方程求解.導體棒運動時切割磁感線產(chǎn)生感應電流,使棒受到向左的安培力,根據(jù)感應電流的大小寫出安培力的表達式結合牛頓第二定律求出F與t的關系式,然后將圖象上的數(shù)據(jù)代入即可求解.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導軌固定在位于豎直平面內的絕緣板上,導軌所在空間存在磁感應強度B=0.50T的勻強磁場,磁場方向跟導軌所在平面垂直.一根導體棒MN兩端套在導軌上與導軌接觸良好,且可自由滑動,導體棒的電阻值R=l.5Ω,其他電阻均可忽略不計.電源電動勢E=3.0V,內阻可忽略不計,取重力加速度g=10m/s2.當S1閉合,S2斷開時,導體棒恰好靜止不動.
(1)求S1閉合,S2斷開時,導體棒所受安培力的大小;
(2)將S1斷開,S2閉合,使導體棒由靜止開始運動,求當導體棒的加速度a=5.0m/s2時,導體棒產(chǎn)生的感應電動勢大。
(3)將S1斷開,S2閉合,使導體棒由靜止開始運動,求導體棒運動的最大速度的大小.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩個線圈套在同一個鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出.左線圈連著平行導軌M和N,導軌電阻不計,在導軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直于紙面向外的勻強磁場中,下列說法中正確的是(  )
A.當金屬棒ab向右勻速運動時,a點電勢高于b點,c點電勢高于d點
B.當金屬棒ab向右勻速運動時,b點電勢高于a點,c點與d點等電勢
C.當金屬棒ab向右加速運動時,b點電勢高于a點,c點電勢高于d點
D.當金屬棒ab向右加速運動時,b點電勢高于a點,d點電勢高于c點

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,勻強磁場方向垂直于線圈平面,先后兩次將線圈從同一位置勻速地拉出有界磁場,第一次拉出時速度為 v1=v0,第二次拉出時速度為 v2=2v0,前后兩次拉出線圈的過程中,下列說法正確的是(  )。
A.線圈中感應電流之比是1∶2
B.線圈中產(chǎn)生的熱量之比是2∶1
C.沿運動方向作用在線框上的外力的功率之比為1∶2
D.流過任一橫截面感應電荷量之比為1∶1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置,間距d為0.5 m,左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接,右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接,在CDEF矩形區(qū)域內有豎直向上的勻強磁場,CE長為2 m,CDEF區(qū)域內磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示,在t=0時,一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導軌向右運動,當金屬棒從ab位置運動到EF位置過程中,小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化,求:

(1)通過小燈泡的電流強度。
(2)恒力F的大小。
(3)金屬棒的質量。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,足夠長的光滑導軌傾斜放置,其下端與小燈泡連接,勻強磁場垂直于導軌所在平面,則垂直導軌的導體棒ab在下滑過程中(導體棒電阻為R,導軌和導線電阻不計)
A.受到的安培力方向沿斜面向上
B.受到的安培力大小保持恒定
C.導體棒的機械能一直減小
D.克服安培力做的功等于燈泡消耗的電能

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,兩根豎直固定的金屬導軌ad和bc相距l(xiāng)=0.2m,另外兩根水平金屬桿MN和EF可沿導軌無摩擦地滑動,MN桿和EF桿的電阻分別為0.2Ω(豎直金屬導軌的電阻不計),EF桿放置在水平絕緣平臺上,回路NMEF置于勻強磁場內,磁場方向垂直于導軌平面向里,磁感應強度B=1T,試求:

(1)EF桿不動,MN桿以0.1m/s的速度向上運動時,桿MN兩端哪端的電勢高?MN兩端電勢差為多大?
(2)當MN桿和EF桿的質量均為m=10-2kg。MN桿須有多大的速度向上運動時,EF桿將開始向上運動?此時拉力的功率為多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,水平導軌的電阻忽略不計,金屬棒ab和cd的電阻多別為Rab和Rcd,且Rab>Rcd,處于勻強磁場中。金屬棒cd在力F的作用下向右勻速運動。ab在外力作用下處于靜止狀態(tài),下面說法正確的是
A.Uab>UcdB.Uab=Ucd
C.Uab<UcdD.無法判斷

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。絕緣輕繩一端固定,另一端系于導體棒a的中點,輕繩保持豎直。將導體棒b由邊界水平的勻強磁場上方某一高度處靜止釋放。勻強磁場的寬度一定,方向與導軌平面垂直,兩導體棒電阻均為R且與導軌始終保持良好接觸。下列說法正確的是
A.b進入磁場后,a中的電流方向向左
B.b進入磁場后,輕繩對a的拉力增大
C.b進入磁場后,重力做功的瞬時功率可能增大
D.b由靜止釋放到穿出磁場的過程中,a中產(chǎn)生的焦耳熱等于b減少的機械能

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