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(18分)如图所示,水平放置的两光滑金属导轨相距为L,在其左端接一阻值为R的电阻,其上垂直导轨放置一质量为m的导体棒(除R外其余电阻不计)。整个装置处在磁感应强度为B,方向垂直导轨平面的匀强磁场中,现在棒上施加一水平向右的恒力F,使棒向右运动(摩擦不计)。
(1)求当棒的速度达到最大速度的一半时的加速度?
(2)当棒达到最大速度后撤去力F,在这以后电阻R可以放出多少焦耳的热量?
(1),方向向右
(2)
(1)设棒的最大速度为,此时有:
F=F(2分)
F=BIL=(2分)
则当棒达到最大速度时有:F=
可得(2分)
设棒达到最大速度的一半时的加速度为a,此时有:
(2分)
解得:,方向向右。(2分)
(2)由能量关系得:(8分)
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,水平方向的磁场与光滑曲面垂直,则
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,空间某区域中有一匀强磁场,磁感应强度方向水平,且垂直于纸面向里,磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈,线圈上下边的距离很短,下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时,线圈所受到的磁场力的大小分别为,则
A.>>B.<<
C.>>D.<<

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨POMNPQMN的电阻不计,间距为d=0.5m.PM两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为r=0.1Ω,质量分别为m1=300gm2=500g的两金属棒L1L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度vm.
(3)若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,求棒L2达到稳定时的速度值.
(4)若固定棒L1,当棒L2的速度为v,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2做匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

空间存在以ab、cd为边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外,区域宽为l1。现有一矩形线框处在图中纸面内,它的短边与ab重合,边长为l2,长边的长度为2l1,如图所示。某时刻线框以初速v沿与ab垂直的方向进入磁场区域,同时某人对线框施以作用力,使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R。从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中,人对线框作用力所做的功等于_________________。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,有一个矩形线圈,质量m=0.016kg,长L=0.5m,宽d=0.1m,电阻R=0.1Ω。从离匀强磁场上边缘高h=5m处由静止自由下落,进入磁场时,线圈恰能做匀速运动。不计空气阻力,H>h,取g=l0m/s2。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小.
(2)线圈由位置1到完全进入磁场的过程中,线框中产生的热量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,闭合线圈从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场,从边刚进入磁场到边刚进入磁场的这段时间内,下列说法正确的是                                                    (   )
A.端的电势高于
B.边所受安培力方向为水平向左
C.线圈可能一直做匀速运动
D.线圈可能一直做匀加速直线运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,相距为l,在足够长度的两条光滑平行导轨上,平行放置着质量和   电阻均相同的两根滑杆ab和cd,导轨的电阻不计,磁感强度为B的匀强磁场的方向垂直于导轨平面竖直向下,开始时,ab和cd都处于静止状态,现ab杆上作用一个水平方向的恒力F,下列说法中正确的是(   )
A.cd向左运动B.cd向右运动
C.ab和cd均先做变加速运动,后作匀速运动
D.ab和cd均先做变加速运动,后作匀加速运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQKMN放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计。两根导轨光滑且足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α。两个金属棒ab的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好,两个金属棒离最低点都足够远。空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。下列判断正确的是(     )
A.让固定不动,将ab释放,则ab的加速度将逐渐增大
B.让固定不动,将ab释放,则ab的最大速度是
C.如果将ab同时释放,两棒达到最大速度时的总电动势比只释放一个棒达到最大速度时的电动势大
D.如果将ab同时释放,两棒达到的最大速度是只释放一个棒时最大速度的2倍

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