如圖3所示，間距為L的光滑金屬導(dǎo)軌，水平的放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一端接有阻值為R的電阻，一阻值為R0，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t=0的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律v=vmaxsinωt，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求：
（1）從t=0到t=時(shí)間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）從t=0到t=時(shí)間內(nèi)外力F所做的功.


見試題分析
【試題分析】

（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=BLv=BLvmaxsinωt，是正弦交變電流.
電動(dòng)勢(shì)的有效值為   E=
 根據(jù)焦耳定律得  Q=I2RT=
（2）在t=0到t=時(shí)間內(nèi)，電路產(chǎn)生的內(nèi)能

在t=時(shí)棒的動(dòng)能為

外力F所做的功

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L=0.3m、足夠長的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ=30°角，左端M、P之間連接有電流傳感器和阻值為R=0.4Ω的定值電阻．導(dǎo)軌上垂直停放一質(zhì)量為m=0.1kg、電阻為r=0.20Ω的金屬桿ab，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向下、大小為B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．在t=0時(shí)刻，用一與導(dǎo)軌平面平行的外力F斜向上拉金屬桿ab，使之從由靜止開始沿導(dǎo)軌平面斜向上做直線運(yùn)動(dòng)，電流傳感器將通過R的電流i即時(shí)采集并輸入電腦，可獲得電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線，如圖乙所示．電流傳感器和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力均忽略不計(jì)，重力加速度大小為g=10m/s2．
（1）求2s時(shí)刻桿ab的速度υ大��；
（2）試證明金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)算加速度a的大小；
（3）求從靜止開始在2秒內(nèi)通過金屬桿ab橫截面的電量q；
（4）求2s時(shí)刻外力F的功率P．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L、足夠長的固定光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ 與水平面成θ角，左端M、P之間連接有電流傳感器和阻值為R 的定值電阻．導(dǎo)軌上垂直停放一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直導(dǎo)軌平面向下、大小為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．在t=0時(shí)刻，用一沿MN方向的力斜向上拉金屬桿ab，使之從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始斜向上做直線運(yùn)動(dòng)，電流傳感器將通過R 的電流i即時(shí)采集并輸入電腦，可獲得電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線，電流傳感器和導(dǎo)軌的電阻及空氣阻力均忽略不計(jì)，重力加速度大小為g．
精英家教網(wǎng)（1）若電流i 隨時(shí)間t 變化的關(guān)系如圖乙所示，求t時(shí)刻桿ab 的速度υ大��；
（2）在（1）問的情況下，請(qǐng)判斷桿ab的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，并求t 時(shí)刻斜向上拉力的功率P；
（3）若電流i隨時(shí)間t 變化規(guī)律為i=Imsin
2πT
t，則在0～1/2T時(shí)間內(nèi)斜向上拉力對(duì)桿ab做的功W．

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科目：高中物理 來源： 題型：

(20分)如圖甲所示，間距為 L、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為 q 的斜面上。在 MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B；在 CDEF 矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bt 隨時(shí)間 t 變化的規(guī)律如圖乙所示，其中Bt 的最大值為 2B。現(xiàn)將一根質(zhì)量為 M、電阻為 R、長為L 的金屬細(xì)棒 cd 跨放在 MNPQ 區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上并把它按住，使其靜止。在t＝0 時(shí)刻，讓另一根長也為 L 的金屬細(xì)棒 ab 從 CD 上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑，同時(shí)釋放cd 棒。已知 CF 長度為 2L，兩根細(xì)棒均與導(dǎo)軌良好接觸，在 ab 從圖中位置運(yùn)動(dòng)到 EF 處的過程中，cd 棒始終靜止不動(dòng)，重力加速度為g；tx 是未知量。

（1）求通過 cd 棒的電流，并確定MN PQ 區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向；

（2）當(dāng) ab 棒進(jìn)入CDEF 區(qū)域后，求 cd 棒消耗的電功率；

（3）求 ab 棒剛下滑時(shí)離CD 的距離。             

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上．在MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示(tx是未知量)，Bt的最大值為2B．現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R、長為L的金屬細(xì)棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上,并把它按住，使其靜止．在t=O時(shí)刻，讓另一根長為L的金屬細(xì)棒ab(其電阻Rx是未知量)從CD上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑，同時(shí)釋放cd棒。已知CF長度為2L，兩根細(xì)棒均與導(dǎo)軌良好接觸，在ab從圖中位置運(yùn)動(dòng)到EF處的過程中，cd棒始終靜止不動(dòng)，重力加速度為g．

 

(1)求上述過程中cd棒消耗的電功率，并確定MNPQ區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向．

(2) ab棒質(zhì)量

(3)確定未知量Rx及tx的值．

 

 

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