如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的固定金屬直角導(dǎo)軌，一部分水平，另一部分豎直。質(zhì)量均為m=0.5kg的金屬細(xì)桿ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好形成閉合回路，水平導(dǎo)軌與ab桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，豎直導(dǎo)軌光滑。ab與cd之間用一根足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)線跨過(guò)定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，ab桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力F的大小時(shí)，ab桿相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)的速度v大小也隨之改變，F與v的關(guān)系圖線如圖乙所示。不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦和空氣阻力，g取10m/s2。求：
（1）桿與水平道軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和磁感應(yīng)強(qiáng)度B各為多大？
（2）若ab桿在F=9N的恒力作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)8m時(shí)達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
 
解：設(shè)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v，則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ① 回路中的感應(yīng)電流 ② ab桿所受到的安培力 ③ 以T表示細(xì)線的拉力，對(duì)ab桿，由平衡條件得 ④ 對(duì)cd桿，有 ⑤ 聯(lián)立③④⑤解得 ⑥ 由圖乙可知：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，代入⑥解得：， ⑦ （2）ab桿從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)直到勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，對(duì)ab、cd組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律可得 ⑧ 解得： ⑨
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根相距為L(zhǎng)的金屬軌道固定于水平面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的金屬棒兩端放于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與金屬棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計(jì)．導(dǎo)軌左端連有阻值為2R的電阻，在電阻兩端接有電壓傳感器并與計(jì)算機(jī)相連．有n段豎直向下的寬度為a間距為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（a＞b），磁感強(qiáng)度為B、金屬棒初始位于OO′處，與第一段磁場(chǎng)相距2a．

（1）若金屬棒有向右的初速度v0，為使金屬棒保持v0一直向右穿過(guò)各磁場(chǎng)，需對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的拉力，求金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前拉力F1的大小和進(jìn)入磁場(chǎng)后拉力F2的大��；
（2）在（1）的情況下，求金屬棒從OO′開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛離開(kāi)第n段磁場(chǎng)過(guò)程中，拉力所做的功；
（3）若金屬棒初速為零，現(xiàn)對(duì)棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿過(guò)各段磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)顯示出的電壓隨時(shí)間以固定的周期做周期性變化，在給定的坐標(biāo)圖乙中定性地畫(huà)出計(jì)算機(jī)顯示的圖象（從金屬棒進(jìn)入第一段磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)）．
（4）在（3）的情況下，求整個(gè)過(guò)程導(dǎo)軌左端電阻上產(chǎn)生的熱量，以及金屬棒從第n段磁場(chǎng)穿出時(shí)的速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的固定金屬直角導(dǎo)軌，一部分水平，另一部分豎直．質(zhì)量均為m=0.5kg的金屬細(xì)桿ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好形成閉合回路，水平導(dǎo)軌與ab桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，豎直導(dǎo)軌光滑．a(chǎn)b與cd之間用一根足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)線跨過(guò)定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，ab桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力F的大小時(shí)，ab桿相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)的速度v大小也隨之改變，F(xiàn)與v的關(guān)系圖線如圖乙所示．不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦和空氣阻力，g取10m/s2．求：

（1）桿與水平道軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和磁感應(yīng)強(qiáng)度B各為多大？
（2）若ab桿在F=9N的恒力作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)8m時(shí)達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的固定金屬直角導(dǎo)軌，一部分水平，另一部分豎直。質(zhì)量均為m=0.5kg的金屬細(xì)桿ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好形成閉合回路，水平導(dǎo)軌與ab桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，豎直導(dǎo)軌光滑。ab與cd之間用一根足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)線跨過(guò)定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，ab桿最終將做勻速運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力F的大小時(shí)，ab桿相對(duì)應(yīng)的勻速運(yùn)動(dòng)的速度v大小也隨之改變，F與v的關(guān)系圖線如圖乙所示。不計(jì)細(xì)線與滑輪之間的摩擦和空氣阻力，g取10m/s2。求：

（1）桿與水平道軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和磁感應(yīng)強(qiáng)度B各為多大？

（2）若ab桿在F=9N的恒力作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)8m時(shí)達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過(guò)程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年河南省信陽(yáng)市新縣中學(xué)高三（上）月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖甲所示，兩根相距為L(zhǎng)的金屬軌道固定于水平面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的金屬棒兩端放于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與金屬棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計(jì)．導(dǎo)軌左端連有阻值為2R的電阻，在電阻兩端接有電壓傳感器并與計(jì)算機(jī)相連．有n段豎直向下的寬度為a間距為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（a＞b），磁感強(qiáng)度為B、金屬棒初始位于OO′處，與第一段磁場(chǎng)相距2a．

（1）若金屬棒有向右的初速度v，為使金屬棒保持v一直向右穿過(guò)各磁場(chǎng)，需對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的拉力，求金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)前拉力F1的大小和進(jìn)入磁場(chǎng)后拉力F2的大小；
（2）在（1）的情況下，求金屬棒從OO′開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到剛離開(kāi)第n段磁場(chǎng)過(guò)程中，拉力所做的功；
（3）若金屬棒初速為零，現(xiàn)對(duì)棒施以水平向右的恒定拉力F，使棒穿過(guò)各段磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)顯示出的電壓隨時(shí)間以固定的周期做周期性變化，在給定的坐標(biāo)圖乙中定性地畫(huà)出計(jì)算機(jī)顯示的圖象（從金屬棒進(jìn)入第一段磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)）．
（4）在（3）的情況下，求整個(gè)過(guò)程導(dǎo)軌左端電阻上產(chǎn)生的熱量，以及金屬棒從第n段磁場(chǎng)穿出時(shí)的速度．

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