（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無(wú)初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的速度
（2）以上過(guò)程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

（1） （2）   （3）   

解析試題分析：（1）ab桿剛運(yùn)動(dòng)時(shí)，有       ∴F安=      （3分）
由安培力公式F安=BIL得I=      （1分）
由閉合電路歐姆定律得E=      （1分）
對(duì)cd桿由法拉第電磁感應(yīng)定律，∴    （1分）
（2）由動(dòng)能定理有：mgssin60°-μmgscos60°-W克安= （2分）
W克安=Q       （1分）
故：Q=      （1分）
（3）mgsin60°-μmgcos60°=     （2分）
          （1分）
考點(diǎn)：本題考查了“雙桿”模型。

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：填空題

（6分）如圖所示是繼電器的原理圖，A為常閉觸點(diǎn)，B為常開(kāi)觸點(diǎn)，當(dāng)在接線柱2、3間通入一定的電流時(shí)，電磁鐵便使銜鐵P脫離A而與B接觸，從而達(dá)到控制電路的目的.接線柱____  ________與有電源的熱敏電阻串聯(lián).接線柱___________與外電路串聯(lián)，即可在溫度過(guò)高時(shí)切斷外電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)外電路的自動(dòng)控制.若要求切斷此電路的同時(shí)接通另一個(gè)外電路，則需要接通的電路應(yīng)連在____________兩個(gè)接線柱上.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一長(zhǎng)度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過(guò)環(huán)心O時(shí)，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在傾角為30°的絕緣斜面上，固定兩條無(wú)限長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，導(dǎo)軌間距L=0.5m，兩根金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，每根金屬棒的電阻均為r＝0.2W，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．當(dāng)用沿斜面向上的拉力拉動(dòng)金屬棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)．cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求：

(1) 金屬棒cd兩端電勢(shì)差Ucd；
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）摩擦滑動(dòng)，在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場(chǎng)B1，若均勻增加，而ab所在處為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2=2T，螺線管匝數(shù)n=4，螺線管橫截面積S=0.1m2．導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0.02kg，長(zhǎng)L=0.1m，整個(gè)電路總電阻R=5Ω，試求（g取10m/s2）：

（1）ab下落時(shí)的最大加速度．
（2）ab下落時(shí)能達(dá)到的最大速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個(gè)平行導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌間連有定值電阻R，框架平面與水平面之間的夾角為θ，不計(jì)導(dǎo)體框架的電阻．整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 。導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，重力加速度為g.求：

(1)導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；
(2)導(dǎo)體棒ab以最大速度下滑時(shí)定值電阻消耗的電功率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，寬度L＝0.5 m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架的電阻非均勻分布．將質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好．以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)．金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用．求：

(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)0.5 m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；
(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；
(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4 s過(guò)程中通過(guò)ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過(guò)0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解．指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.電阻均為，質(zhì)量分別為和的兩金屬棒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(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，試求:

(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計(jì)。導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg．電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌，并與其保持光滑接觸。導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑，整個(gè)電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2。

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