如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長的固定金屬直角導(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之間用一根足夠長的絕緣細(xì)線跨過定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計。整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開始向右運(yùn)動，ab桿最終將做勻速運(yùn)動，且在運(yùn)動過程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動。當(dāng)改變拉力F的大小時，ab桿相對應(yīng)的勻速運(yùn)動的速度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始向右運(yùn)動8m時達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？
 
解：設(shè)ab桿勻速運(yùn)動時的速度為v，則回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 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ab桿，由平衡條件得 ④ 對cd桿，有 ⑤ 聯(lián)立③④⑤解得 ⑥ 由圖乙可知：當(dāng)時，；當(dāng)時，代入⑥解得：， ⑦ （2）ab桿從靜止開始向右運(yùn)動直到勻速運(yùn)動的過程中，設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，對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，兩根相距為L的金屬軌道固定于水平面上，導(dǎo)軌電阻不計，一根質(zhì)量為m、長為L、電阻為R的金屬棒兩端放于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)為?，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計．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（a＞b），磁感強(qiáng)度為B、金屬棒初始位于OO′處，與第一段磁場相距2a．

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長的固定金屬直角導(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之間用一根足夠長的絕緣細(xì)線跨過定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計．整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開始向右運(yùn)動，ab桿最終將做勻速運(yùn)動，且在運(yùn)動過程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動．當(dāng)改變拉力F的大小時，ab桿相對應(yīng)的勻速運(yùn)動的速度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始向右運(yùn)動8m時達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根相距L=0.5m且足夠長的固定金屬直角導(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之間用一根足夠長的絕緣細(xì)線跨過定滑輪相連，每根桿的電阻均為R=1Ω，其他電阻不計。整個裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一平行于水平導(dǎo)軌的恒定拉力F作用于ab桿，使之從靜止開始向右運(yùn)動，ab桿最終將做勻速運(yùn)動，且在運(yùn)動過程中，cd桿始終在豎直導(dǎo)軌上運(yùn)動。當(dāng)改變拉力F的大小時，ab桿相對應(yīng)的勻速運(yùn)動的速度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始向右運(yùn)動8m時達(dá)到勻速狀態(tài)，則在這一過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年河南省信陽市新縣中學(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的金屬軌道固定于水平面上，導(dǎo)軌電阻不計，一根質(zhì)量為m、長為L、電阻為R的金屬棒兩端放于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)為µ，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計．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（a＞b），磁感強(qiáng)度為B、金屬棒初始位于OO′處，與第一段磁場相距2a．

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

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