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精英家教網兩根相距為l的足夠長的直角平行金屬導軌PQ、MN如圖所示Z放置,它們各有一邊在同一水平面內,另一邊垂直于水平面,質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數均為μ,每根桿的電阻均為R,導軌電阻不計.整個裝置處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在平行于水平導軌的拉力作用下沿導軌勻速向右運動時,cd桿也正好以速度v2向下勻速運動,重力加為g.試求:
(1)作用于ab桿的拉力F;
(2)ab桿勻速運動的速度v1的大。
分析:先以ab為研究對象進行受力分析,然后以cd為研究對象受力分析,然后聯(lián)立求解得到F大;
根據受力平衡對ab進行分析可得ab的速度.
解答:解:(1)以ab桿為研究對象,根據物體平衡條件得:F=μmg+F
以cd桿為研究對象,根據物體平衡條件得:μF=mg
解得:F=
(1+μ2)mg
μ

(2)兩桿運動時,ab切割磁感線,cd 不切割磁感線,所以感應電動勢為:E=Blv1
回路中的電流為:I=
Blv1
2R

桿所受的安培力為:F=BIl=
B2l2v1
2R
=
mg
μ

解得:v1=
2mgR
μB2l2

答:(1)作用于ab桿的拉力F為:
(1+μ2)mg
μ
;
(2)ab桿勻速運動的速度v1的大小為
2mgR
μB2l2
點評:此題是動力學知識在物理中的應用,注意受力分析列平衡方程即可.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?重慶)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置,它們各有一部分在同一水平面內,另一部分垂直于水平面.質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與導軌之間的動摩擦因數均為μ,導軌電阻不計,回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v1沿導軌勻速運動時,cd桿也正好以速度v2向下勻速運動.重力加速度為g.下列說法中正確的是( 。

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精英家教網兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置,它們各有一邊在同一水平面內,另一邊垂直于水平面.質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,桿與水平和豎直導軌之間有相同的動摩擦因數μ,導軌電阻不計,回路總電阻為2R. 整個裝置處于磁感應強度大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中.當ab桿在平行于水平導軌的拉力作用下沿導軌勻速運動時,cd桿也正好以某一速度向下做勻速運動.設運動過程中金屬細桿ab、cd與導軌接觸良好.重力加速度為g.求:
(1)ab桿勻速運動的速度v1;
(2)ab桿所受拉力F,
(3)ab桿以v1勻速運動時,cd桿 以v2(v2已知)勻速運動,則在cd桿向下運動h過程中,整個回路中產生的焦耳熱為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

兩根相距為L的足夠長的金屬導軌豎直放置,上端通過導線連接阻值為R的電阻,棒與上端距離為h,電路中除R外其它電阻不計.整個裝置處在垂直于導軌平面的磁場中,重力加速度為g.
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(1)若固定AB棒,磁場的磁感強度B隨時間t按圖乙所示的規(guī)律變化,求AB棒中的感應電動勢和感應電流的大小
(2)若磁場的磁感應強度大小恒為B0,使AB棒沿導軌由靜止開始下落,其速度υ隨時間t按圖丙的規(guī)律變化,求AB棒的質量
(3)在AB棒由靜止開始下落的同時,磁場的磁感應強度從B0開始變化,要使AB棒中無感應電流產生,求B隨時間變化規(guī)律.

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