如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行導(dǎo)軌PO、MN，PQ、MN的電阻不計，間距為d=0.5m.P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場中.電阻均為r=0.1Ω，質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始做加速運動，試求:
(1)當電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時，棒L2的加速度多大？
(2)棒L2能達到的最大速度vm.
(3)若在棒L2達到最大速度vm時撤去外力F，并同時釋放棒L1，求棒L2達到穩(wěn)定時的速度值.
(4)若固定棒L1，當棒L2的速度為v，且離開棒L1距離為S的同時，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運動，可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與時間t的關(guān)系式)？
(1)1.2m/s2     (2)16m/s      (3)10m/s       (4)
解:(1)∵L1與L2串聯(lián)
∴流過L2的電流為:       ①      (2分)
L2所受安培力為:F′=BdI="0.2N                 " ②     (2分)
∴    ③     (2分)
(2)當L2所受安培力F安=F時，棒有最大速度vm，此時電路中電流為Im.
則：F安=BdIm                       ④       (1分)
                      ⑤        (1分)
F安=F                           ⑥       (1分)
由④⑤⑥得：    ⑦        (2分)
(3)撤去F后，棒L2做減速運動，L1做加速運動，當兩棒達到共同速度v共時，L2有穩(wěn)定速度，對此過程有：
        ⑧      (2分)
∴    ⑨      (2分)
(4)要使L2保持勻速運動，回路中磁通量必須保持不變，設(shè)撤去恒力F時磁感應(yīng)強度為B0，t時刻磁感應(yīng)強度為Bt，則：
B0dS=Btd（S+vt）           ⑩       (3分)
∴                        (2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，傾角為θ，間距為L的光滑導(dǎo)軌上水平放置一條長也是L的直導(dǎo)線，若電源電動勢為E，電源內(nèi)阻為r，直導(dǎo)線電阻為R，其余部分電阻不計，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直斜面向上，若導(dǎo)線靜止不動，則導(dǎo)線的質(zhì)量為
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）如圖所示，水平放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距為L，在其左端接一阻值為R的電阻，其上垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒（除R外其余電阻不計）。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B，方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，現(xiàn)在棒上施加一水平向右的恒力F，使棒向右運動（摩擦不計）。
（1）求當棒的速度達到最大速度的一半時的加速度?
（2）當棒達到最大速度后撤去力F，在這以后電阻R可以放出多少焦耳的熱量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，兩根足夠長的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌間距為d，兩導(dǎo)體棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m、電阻都為R，回路中其余電阻不計。整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為B,在t=0時刻使a沿導(dǎo)軌向上作速度為v的勻速運動，同時將b由靜止釋放，b經(jīng)過一段時間后也作勻速運動。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s2，不計兩導(dǎo)棒間的相互作用力。         
（1）若使導(dǎo)體棒b靜止在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒a向上運動的速度v多大?
（2）若a在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿導(dǎo)軌向上勻速運動，試導(dǎo)出F與b的速率v2的函數(shù)關(guān)系式并求出v2的最大值；
（3）在(2)中，當t=2s時，b的速度達到5.06m/s，2s內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為13.2J，求該2s內(nèi)力F做的功(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）
如圖所示，電阻不計的兩光滑金屬導(dǎo)軌相距L，放在水平絕緣桌面上，半徑為R的l/4圓弧部分處在豎直平面內(nèi)，水平直導(dǎo)軌部分處在磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，末端與桌面邊緣平齊。兩金屬棒ab、cd垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好。棒ab質(zhì)量為2 m，電阻為r，棒cd的質(zhì)量為m，電阻為r。重力加速度為g。開始時棒cd靜止在水平直導(dǎo)軌上，棒ab從圓弧頂端無初速度釋放，進入水平直導(dǎo)軌后與棒cd始終沒有接觸并一直向右運動，最后兩棒都離開導(dǎo)軌落到地面上。棒ab與棒cd落地點到桌面邊緣的水平距離之比為1:3。求：
（1）棒ab和棒cd離開導(dǎo)軌時的速度大��；
（2）棒cd在水平導(dǎo)軌上的最大加速度；
（3）兩棒在導(dǎo)軌上運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如題25圖所示，固定的傾角為= 450、間距為L的光滑金屬直桿ce和c'e'與半徑為r的豎直光滑絕緣圓弧軌道abc和a'b'c'分別相切于c和c'點，兩切點與對應(yīng)圓心連線與豎直方向夾角也為= 450，a點和a' 點分別是兩圓弧豎直最高點，e點和e'點間用導(dǎo)線連接阻值為R的電阻，在兩直桿間cc'和dd'平面區(qū)域內(nèi)有與其垂直的磁場（圖中未畫出），磁感應(yīng)強度分布B = B0 sin()，式中x為沿直桿向下離開邊界dd'的距離，且．現(xiàn)
有一長度為L、電阻為R的導(dǎo)體棒在外力F（圖中來畫出）作用下，以速度v0從磁場邊界dd'沿直桿向下勻速通過磁場，到達邊界cc'時撤去外力F，導(dǎo)體棒能沿圓弧軌道恰好通過最高處aa' 金屬桿電阻、空氣阻力不計，重力加速度為g．試求：
（1）導(dǎo)體棒恰好通過圓弧軌道最高處aa' 時的速度大小v；
（2）導(dǎo)體棒勻速運動時的速度v0；
（3）導(dǎo)體棒通過磁場過程中，導(dǎo)體棒上增加的內(nèi)能．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖16-7-10所示,兩條無限長的光滑的平行金屬導(dǎo)電軌道MM′、NN′的電阻為零,相距l(xiāng)="0.4" m,水平放置在方向豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B="0.5" T.ab、cd兩金屬棒長度與導(dǎo)軌寬度相同,電阻均為R="0.5" Ω,垂直地跨放在導(dǎo)軌上,ab的質(zhì)量為m1="0.4" kg,cd質(zhì)量為m2="0.1" kg.開始將cd棒鎖定在導(dǎo)軌上,給ab棒向左的一個瞬間沖量,使其以初速度v0="10" m/s開始滑行,當速度降為v1="5" m/s時,將對cd棒的鎖定解除.

圖16-7-10
(1)在解除對cd棒的鎖定前,電路中一共產(chǎn)生了多少焦耳熱?
(2)在cd棒剛開始運動時,cd棒的加速度是多大?
(3)cd棒能獲得的最大速度是多大?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌和固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距，電阻，導(dǎo)軌上靜止放置一質(zhì)量、電阻的金屬桿，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個裝置處在磁感應(yīng)強度的勻強磁場中，磁場的方向豎直向下，現(xiàn)用一外力沿水平方向拉桿，使之由靜止起做勻加速運動并開始計時，若5s末理想電壓表的讀數(shù)為0.2V.求：
（1）5s末時電阻上消耗的電功率；
（2）金屬桿在5s末的運動速率；
（3）5s末時外力的功率.
  

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示,在磁感強度為B=T、方向豎直向下的勻強磁場中，放一個由導(dǎo)線組成的線框abcd，其中ab長0.4m，bc長0.4m，ab這段導(dǎo)線的質(zhì)量為100g,bc、ad導(dǎo)線的質(zhì)量忽略不計，線框回路的總電阻為0.16Ω，線框可繞固定不動的cd邊轉(zhuǎn)動，已知線框abcd從與cd在同一水平面內(nèi)開始釋放，經(jīng)過0.4s轉(zhuǎn)到最低位置求ab到達最低位置時線框中的電流的瞬時值.

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同步練習(xí)冊答案