如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成θ角，上端通過導(dǎo)線連接阻值為R的電阻，阻值為r的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B，使金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向下運動，金屬棒運動的v-t圖象如圖（b）所示，當t=t0時刻，物體下滑距離為s。已知重力加速度為g,，導(dǎo)軌電阻忽略不計。試求：

（1）金屬棒ab勻速運動時電流強度I的大小和方向；

（2）導(dǎo)體棒質(zhì)量m；

（3）在t0時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

（1），方向由a→b         （2）

    (3)


解析:

(1)金屬棒ab勻速運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E

∴E=BLv0

∴，方向由a→b

(2) 金屬棒ab勻速運動時，有

mgsinθ=F安

∴

∴

(3)由能量守恒，系統(tǒng)共產(chǎn)生焦耳熱Q，有

∴電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q熱=

∴Q熱=

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：江蘇省泰州地區(qū)2009年高考物理模擬卷5 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成角，上端通過導(dǎo)線連接阻值為R的電阻，阻值為r的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的磁場中，若所加磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B，使金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向下運動，金屬棒運動的v－t圖象如圖(b)所示，當t＝t0時刻，物體下滑距離為s．已知重力加速度為，導(dǎo)軌電阻忽略不計．試求：

(1)金屬棒ab勻速運動時電流強度I的大小和方向；

(2)導(dǎo)體棒質(zhì)量m；

(3)在t0時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：山東省煙臺市2008－2009學(xué)年高三年級模塊檢測物理 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L＝0.40 m，導(dǎo)軌平面與水平面成＝30°角，上端和下端通過導(dǎo)線分別連接阻值R1＝R2＝1.2 Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小B＝1T．現(xiàn)通過小電動機對金屬棒施加拉力，使金屬棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運動，0.5 s時電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變，經(jīng)足夠長時間后，棒達到最大速度5.0 m/s．此過程金屬棒運動的v－t圖象如圖(b)所示，試求：(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速運動時的加速度a的大小

(3)在0～0.5 s時間內(nèi)電動機牽引力F與速度v的關(guān)系

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科目：高中物理 來源：(課標人教版)2010年《高考風向標》物理　第10章　電磁感應(yīng)　第3講　電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 人教版 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的光滑水平金屬導(dǎo)軌相距為L＝0.40 m，導(dǎo)軌平面與水平面成＝30?角，上端和下端通過導(dǎo)線分別連接阻值R1＝R2＝1.2 Ω的電阻，質(zhì)量為m＝0.20 kg、阻值r＝0.20 Ω的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好的接觸，整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B＝1 T．現(xiàn)通過小電動機對金屬棒施加拉力，使金屬棒沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運動，0.5 S時電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變，經(jīng)足夠長時間后，金屬棒到達最大速度5.0 m/S．此過程金屬棒運動的v－t圖像如圖(b)所示，試求：(取重力加速度g＝10 m/s2)

(1)電動機的額定功率P

(2)金屬棒勻加速時的加速度a的大小

(3)在0～0.5 s時間內(nèi)電動機牽引力F與速度v的關(guān)系

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科目：高中物理 來源：上海市盧灣區(qū)2011屆高三二模物理試題 題型：038

如圖(a)所示，兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為α，導(dǎo)軌電阻不計，整個導(dǎo)軌放在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中．長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m．兩金屬導(dǎo)軌的上端與右端的電路連接，R是阻值可調(diào)的電阻箱，其最大值遠大于金屬棒的電阻值．將金屬棒由靜止釋放，當R取不同的值時，金屬棒沿導(dǎo)軌下滑會達到不同的最大速度vm，其對應(yīng)的關(guān)系圖像如圖(b)所示，圖中v0、R0為已知，重力加速度取g．請完成下列問題：

(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為多少？

(2)金屬棒的電阻值為多少？

(3)當R＝R0時，由靜止釋放金屬棒，在金屬棒加速運動的整個過程中，通過R的電量為q，求在這個過程中R上產(chǎn)生的熱量為多少？

(4)R取不同值時，R的電功率的最大值不同．有同學(xué)認為，當R＝R0時R的功率會達到最大．如果你認為這種說法是正確的，請予以證明，并求出R的最大功率；如果你認為這種說法是錯誤的，請通過定量計算說明理由．

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