如圖所示，兩根電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角為θ，導軌間距為l，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上。如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質量均為m的相同金屬桿放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距l。從靜止釋放兩金屬桿的同時，在金屬桿甲上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿在運動過程中始終沿導軌向下做勻加速直線運動，且加速度大小a=gsinθ，乙金屬桿進入磁場即做勻速運動。
（1）求每根金屬桿的電阻R；
（2）從釋放金屬桿開始計時，寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F隨時間t變化的關系式，并說明F的方向；
（3）若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功。
解：（1）因為甲、乙加速度相同，所以，當乙進入磁場時，甲剛出磁場，乙進入磁場時的速度設為v，則  
①
 ②

根據(jù)平衡條件有③
 ④ 
 ⑤
 ⑥
由①②③④⑤⑥式解得： ⑦  
（2）甲在磁場中運動時，外力F始終等于安培力
⑧
⑨
由⑧⑨式解得：，方向沿導軌向下  ⑩
（3）乙進入磁場前，甲、乙發(fā)出相同熱量，設為，則有⑾
又 ⑿
故外力F對甲做的功   ⒀
甲出磁場以后，外力F為零乙在磁場中，甲、乙發(fā)出相同熱量，設為，
則有   ⒁
又 ⒂
 ⒃
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根電阻不計的光滑平行金屬導軌傾角為θ，導軌下端接有電阻R，勻強磁場垂直于斜面向上．質量為m，電阻不計的金屬棒ab在沿斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，上升高度h．在這過程中（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根電阻不計的平行光滑金屬導軌PQ、MN與水平面的夾角均為θ，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，導軌下端接有圖示電路；已知：電阻R1=6Ω、R2=3Ω，電源電動勢E=6V，內阻不計．當電鍵S1閉合，S2斷開時，一根垂直于導軌PQ放置的電阻不計、質量均勻的金屬棒恰好能靜止，金屬棒質量為m，平行導軌間距為L．則 （　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?寧德模擬）如圖所示，兩根電阻不計、相距L且足夠長的光滑導軌與水平面成θ角，導軌處在磁感應強度B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上，導軌下端連接阻值為R的電阻．現(xiàn)讓一質量為m、電阻也為R、與導軌接觸良好的水平金屬棒ab從靜止開始下滑，當ab棒中的電流大小為I時，此過程中ab棒上產生的熱量為Q．求此時：
（1）ab棒速度v的大�。�
（2）ab棒下滑的距離s．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根電阻不計、相距L且足夠長的平行光滑導軌與水平面成 θ 角，導軌處在磁感應強度B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上，導軌下端連接阻值為R的電阻．現(xiàn)讓一質量為m，電阻也為R、與導軌接觸良好的水平金屬棒ab從靜止開始下滑，ab下滑距離s后開始勻速運動，重力加速度為g．求：
（1）ab棒勻速下滑時速度v的大��；
（2）ab棒從靜止至開始勻速下滑的過程中，ab棒上產生的熱量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根電阻不計的光滑金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距為L，上端接有兩個定值電阻R1、R2，已知R1=R2=2r．將質量為m、電阻值為r的金屬棒從圖示位置由靜止釋放，下落過程中金屬棒保持水平且與導軌接觸良好．自由下落一段距離后金屬棒進入一個垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場寬度為h．金屬棒出磁場前R1、R2的功率均已穩(wěn)定為P．則金屬棒離開磁場時的速度大小為
 
，整個過程中通過電阻R1的電量為
 
．（已知重力加速度為g）

查看答案和解析>>

同步練習冊答案