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如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成=30°角,上端连接的电阻.质量为m=0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.

(1)若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压;

(2)若磁感应强度的大小与时间成正比,在外力作用下ab棒保持静止,当t=2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率;

(3)若磁感应强度随时间变化的规律是,在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止,求此外力F的大小范围.

(1)金属棒匀速下滑时,      (2分)

                 (1分)

            (1分)

解得:    (1分)

(2)回路中的电动势          (1分)

回路中的电流                        (1分)

当外力为零时,              (1分)

ab上消耗的功率                       (1分)

解得:                                 (1分)

(3) 回路中的电动势     (1分)

    回路中的电流                         (1分)

                                     (1分)

解得:                   (1分)

安培力的最大值                        (1分) 

外力的大小范围:    (1分)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨的下端接有电阻.当导轨所在空间没有磁场时,使导体棒ab以平行导轨平面的初速度v0冲上导轨平面,ab上升的最大高度为H;当导轨所在空间存在方向与导轨平面垂直的匀强磁场时,再次使ab以相同的初速度从同一位置冲上导轨平面,ab上升的最大高度为h.两次运动中导体棒ab始终与两导轨垂直且接触良好.关于上述情景,下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为α=30°,导轨电阻不计,导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中.两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0.2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上,与磁场上边界距离为x=1.6m,有界匀强磁场宽度为3x=4.8m.先将金属棒ab由静止释放,金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动,此时立即由静止释放金属棒cd,金属棒cd在出磁场前已做匀速运动.两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好(取重力加速度g=10m/s2).求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I;
(2)金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q;
(3)两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,导轨间的距离为L,导轨上横放着两根导体棒ab和cd.设两根导体棒的质量皆为m,电阻皆为R,导轨光滑且电阻不计,在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感强度为B.开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速,初速大小分别为v0和2v0,求:
(1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热.
(2)当ab棒的速度大小变为
v04
,回路中消耗的电功率的可能值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成53°夹角固定放置,导轨间连接一阻值为6Ω的电阻R,导轨电阻忽略不计.在两平行虚线m、n间有一与导轨所在平面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场.导体棒a的质量为ma=0.4kg,电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量为mb=0.1kg,电阻Rb=6Ω;它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好.a、b从开始相距L0=0.5m处同时将它们由静止开始释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,当b刚穿出磁场时,a正好进入磁场(g取10m/s2,不计a、b之间电流的相互作用).求:
(1)当a、b分别穿越磁场的过程中,通过R的电荷量之比;
(2)在穿越磁场的过程中,a、b两导体棒匀速运动的速度大小之比;
(3)磁场区域沿导轨方向的宽度d为多大;
(4)在整个过程中,产生的总焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?湖南模拟)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为l=0.5m,导轨平面与水平面间的夹角θ=30°,整个导轨平面处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小B=0.4T,方向垂直导轨平面,在导轨上垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为0 5m,cd棒的质量m=0.2kg、电阻R=0.2Ω,不计ab棒和金属导轨的电阻,两棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在外力作用下,始终以恒定速度v=1.5m/s沿着导轨向上滑动,cd棒则由静止释放,g取10m/s2.求:
(1)刚释放cd棒时cd棒所受合力的大小和方向;
(2)闭合回路中的最大电流和金属棒cd的最终速度.

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