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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R=5Ω的电阻,导轨相距为L=0.2m.其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B=5T.质量为m=1kg的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好,其长度恰好也为L,电阻也为R.用平行于MN的恒力F向右拉动CD,CD棒与导轨间的动摩擦因数为0.2.已知CD棒运动中能达到的最大速度vm=10m/s,重力加速度g取10m/s2.试求:
(1)恒力F的大小;
(2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率.
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(1)依题意 CD棒达到最大速度时应处于平衡状态.
    则 F=f+F   
    而f=μmg    
     F=BIL,I=
E
2R
,E=BLv
得到F=μmg+
B2L2v
2R

代入解得  F=3N.
    (2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率
       P=I 2?R=(
BLv
2R
)2
R
代入解得    P=5 W.     
答:(1)恒力F的大小为3N;
    (2)当CD达到最大速度时,电阻R消耗的电功率为5W.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置.MO间接有阻值为R的电阻.导轨相距为d,有竖直向下的匀强磁场,磁感强度为B.质量为m,长为L的导体棒CD的电阻为r,垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F向右拉动CD棒.CD棒受恒定的摩擦阻力f.已知F>f,L>d,求:
(1)CD棒运动的最大速度是多少?
(2)当CD棒达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)若在CD棒达到最大速度后的某一时刻撤去恒力F,当CD棒滑行S过程中流过电阻R的电量是多少?

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如图所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内,MO间接有阻值为R=3Ω的电阻,导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻为r=1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1N向右拉动CD,CD受摩擦阻力f恒为0.5N.求:(1)CD运动的最大速度;(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率.

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(1)试判断通过电阻R的电流方向;
(2)求磁场磁感应强度B的大小;
(3)求此过程中电阻R上所产生的热量.

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