（16分）足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌和水平放置，在其左端固定一個傾角為的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌相距均為,在水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌上，各有一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，兩金屬桿與水平導(dǎo)軌、傾斜導(dǎo)軌形成—閉合回路。兩金屬桿質(zhì)量均為、電阻均為,其余電阻不計，桿被銷釘固定在傾斜導(dǎo)軌某處。整個裝置處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為，方向豎直向上。當用水平向右、大小的恒力拉桿，使其達到最大速度時，立即撤去銷釘，發(fā)現(xiàn)桿恰好能在原處仍然保持靜止。（重力加速度為）

（1）求桿運動中的最大速度。

（2）求傾斜導(dǎo)軌的傾角。

（3）若桿加速過程中發(fā)生的位移為，則桿加速過程中，求桿上產(chǎn)生的熱量。

 

（1）

（2）

（3）

解析:（1）對桿a，勻速運動時：（2分）

桿a產(chǎn)生的電動勢（2分）

回路電流（2分）解得：（2分）

（2）對桿b：解得：（2分）

（3）對系統(tǒng)，由能量守恒定律得：（2分）

（2分）解得：（2分）

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B．將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運動．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g．下列選項正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?黃浦區(qū)一模）如圖（a）所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為l，導(dǎo)軌平面與水平面成θ角，下端通過導(dǎo)線連接的電阻為R．質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并始終保持良好接觸，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場中．
（1）若金屬棒距導(dǎo)軌下端距離為d，磁場隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示，為保持金屬棒靜止，求加在金屬棒中央、沿斜面方向的外力隨時間變化的關(guān)系．
（2）若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B′，通過額定功率Pm的小電動機對金屬棒施加沿斜面向上的牽引力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t1電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變．金屬棒運動的v-t圖象如圖（c）所示．求磁感應(yīng)強度B′的大�。�
（3）若金屬棒處在某磁感應(yīng)強度大小恒定的磁場中，運動達到穩(wěn)定后的速度為v，在D位置（未標出）處突然撤去拉力，經(jīng)過時間t2棒到達最高點，然后沿軌道返回，在達到D位置前已經(jīng)做勻速運動，其速度大小為
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v，求棒在撤去拉力后所能上升的最大高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?南通一模）如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端連接定值電阻R，導(dǎo)軌上水平虛線MNPQ區(qū)域內(nèi)，存在著垂直于軌道平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．將質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界d處由靜止釋放，導(dǎo)體棒進入磁場運動距離s到達CD位置，速度增加到v1，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌的拉力，使導(dǎo)體棒以速度v1勻速運動時間t后離開磁場．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且電接觸良好，不計導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g．求：
（1）導(dǎo)體棒剛進入磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E；
（2）導(dǎo)體棒到達CD位置時，電阻R上的電功率P；
（3）整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L1=0.4m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=300角，下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.6Ω的電阻．質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平同 向上的磁場中，取g=lOm/s2．
精英家教網(wǎng)
（1）若金屬棒距導(dǎo)軌下端L2=0.5m，磁場隨時間變化的規(guī)律如圖（乙）所示，為保持金屬棒靜止，試求加在金屬棒中央、沿斜面方向的外力隨時問變化的關(guān)系
（2）若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B’，通過額定功率Pm=l OW的小電動機對金屬棒施加沿斜面向上的牽引力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速直線運動，經(jīng)過 0.5s電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變．金屬棒運動的v-t圖象如圖（丙）所示．試求磁感應(yīng)強度B’的大小和0.5s內(nèi)電動機牽引力的沖量大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為B．將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當速度達到v時開始勻速運動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以3v的速度勻速運動．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g．下列選項正確的是（　�。�
A、P=3mgvsinθB、P=6mgvsinθC、當導(dǎo)體棒速度達到2v時加速度大小為2gsinθD、在速度達到3v以后勻速運動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功

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