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如圖，兩根足夠長的平行金屬導軌，固定在同一水平面上，導軌的電阻很小，可忽略不計．導軌間的距離L＝0.2 m．磁感應強度B＝0.50 T的勻強磁場與導軌所在平面垂直．兩根質量均為m＝0.10 kg的平行金屬桿甲、乙可在動摩擦因素μ＝0.1的導軌上滑動，滑動過程中與導軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R＝0.50 Ω．開始時兩根金屬桿都處于靜止狀態(tài)．現有一與導軌平行、大小為0.20 N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿甲在導軌上滑動．試分析并求出經過相當長時間后兩桿與導軌組成的閉合回路中的電功率(設最大靜磨擦力等于滑動磨擦力)．

答案：
解析：

　　兩桿受到的滑動磨擦力均為f＝μmg＝0.1 N．開始時，甲在力F作用下向右切割磁感線加速運動，其所受安培力F安＝BIL＝越來越大，當安培力達到0.1 N時，甲所受恒力F、安培力F安、磨擦力f三力達到平衡．此時乙受到安培力也是0.1 N，并等于其所受的最大靜磨擦力．所以乙一直靜止不動，甲最后作勻速直線運動．　3分

　　相當長時間后甲桿：F＝F安＋f　　2分

　　甲所受安培力：F安＝BIL

　　回路中電流：　　2分

　　甲切割磁感線產生感應電動勢：E＝BLv　　2分

　　回路中的電功率：

　　　　2分

　　由以上得：V＝10 m/s，E＝1 V，P電＝1 w　　2分


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?濱州一模）水平面上兩根足夠長的光滑金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值R的電阻連接，導軌上放一質量為m的金屬桿（見圖甲），導軌的電阻忽略不計，勻強磁場方向豎直向下，用與平軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，金屬桿從靜止開始運動，電壓表的讀數發(fā)生變化，但最終將會保持某一數值U恒定不變；當作用在金屬桿上的拉力變?yōu)榱硪粋�恒定值時，電壓表的讀數最終相應地會保持另一個恒定值不變，U與F的關系如圖乙．若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，金屬桿的電阻r=0.5Ω．（重力加速度g=10m/s2）求：
（1）磁感應強度B；
（2）當F=2.5N時，金屬桿最終勻速運動的速度；
（3）在上述（2）情況中，當金屬桿勻速運動時，撤去拉力F，此后電阻R上總共產生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網兩根足夠長的光滑平行導軌與水平面的夾角θ=30°，寬度L=0.2m，導軌間有與導軌平面垂直的勻強磁場，磁感應強度B=0.5T，如圖所示，在導軌間接有R=0.2Ω的電阻，一質量m=0.01kg、電阻不計的導體棒ab，與導軌垂直放置，無初速釋放后與導軌保持良好接觸并能沿導軌向下滑動．（g取10m/s2）
（1）求ab棒的最大速度．
（2）若將電阻R換成平行板電容器，其他條件不變，試判定棒的運動性質．若電容C=1F，求棒釋放后4s內系統(tǒng)損失的機械能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示，足夠長的兩根光滑導軌相距0.5m豎直平行放置，導軌電阻不計，下端連接阻值為1Ω的電阻R，導軌處在勻強磁場B中，磁場的方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度為0.8T．兩根質量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導軌接觸良好，金屬棒a6用一根細繩懸掛，細繩允許承受的最大拉力為0.64N．現讓cd棒從靜止開始落下，直至細繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產生的熱量為0.2J，g取10m/s2，求：
（1）此過程中ab棒和cd棒分別產生的熱量Qab和Qcd；
（2）細繩剛被拉斷時，cd棒的速度；
（3）細繩剛被拉斷時，cd棒下落的高度．
（4）cd棒從靜止開始落下直至細繩剛好被拉斷所經過的時間．

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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軌相距為L1=0.4m，導軌平面與水平面成θ=300角，下端通過導線連接阻值R=0.6Ω的電阻．質量為m=0.2kg、阻值r=0.2Ω的金屬棒ab放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處于垂直導軌平同 向上的磁場中，取g=lOm/s2．
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（1）若金屬棒距導軌下端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系
（2）若所加磁場的磁感應強度大小恒為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軌做勻加速直線運動，經過 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．試求磁感應強度B’的大小和0.5s內電動機牽引力的沖量大小．

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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軌相距l=0.4 m，導軌平面與水平面成θ=30°角，下端通過導線連接阻值R=0.5Ω的電阻。金屬棒ab阻值r=0.3  Ω，質量m=0.2kg，放在兩導軌上，與導軌垂直并保持良好接觸。其余部分電阻不計，整個裝置處于垂直導軌平

面向上的勻強磁場中。取g=10 m/s2。

（1）若磁場是均勻增大的勻強磁場，在開始計時即t=0時刻磁感應強度B0=2.0T，為保持金屬棒靜止，作用在金屬棒上平行斜面向上的外力F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，求磁感應強度B隨時間t變化的關系。

（2）若磁場是磁感應強度大小恒為B1的勻強磁場，通過額定功率P =10W的小電動機對金屬棒施加平行斜面向上的牽引力，使其從靜止開始沿導軌做勻加速度直線運動，經過 s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。試求磁感應強度B1的大小和小電動機剛達到額定功率時金屬棒的速度v1的大小?

 


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