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如图所示,两导轨竖直放置,匀强磁场的方向和导轨所在平面垂直.相同材料制成的金属棒a和b分别沿两导轨竖直向下无摩擦滑动,电阻R1=R2,导轨和金属棒电阻不计.若a棒的横截面积是b棒的2倍,当a棒和B棒分别以最大速度匀速向下滑动时,电阻R1和R2(R1、R2阻值相同)上的电功率之比为
4:1
4:1
分析:当金属棒匀速下滑时,重力与安培力平衡,则可列出速度的表达式,此时电阻上的电功率等于金属棒重力的功率,质量等于体积密度的乘积,联立得到电功率与截面积的关系,再求解电功率之比.
解答:解:以任意金属棒为研究对象,设其质量为m,长度为l,截面积为S,密度为ρ,匀速运动的速度大小为v.磁场磁感应强度为B.由于金属棒匀速下滑,则有mg=
B2l2v
R
,得到v=
mgR
B2l2

  设电阻上电功率为P,则有P=mgv=
(mg)2R
B2l2
=
(ρlSg)2R
B2l2
=
ρ2S2g2R
B2
,由于电路中ρ、S、B都相同,则P与S2成正比,代入电阻R1和R2(R1、R2阻值相同)解得的电功率之比为4:1.
故答案为:4:1.
点评:本题金属棒匀速运动时受力平衡,重力功率与电功率相等,从力的角度和能量的角度分别列式求解电功率之比,要经常采用的思路.同时,要学会运用比例法处理.
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精英家教网如图所示,两根竖直固定的足够长的金属导轨ad和bc,相距为L;另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,二者的质量均为m,在两导轨之间部分的电阻均为R(竖直金属导轨的电阻不计);空间存在着垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度为B,磁场区域足够大;开始时MN与EF叠放在一起放置在水平绝缘平台上,现用一竖直向上的牵引力使MN杆由静止开始匀加速上升,加速度大小为a,试求:
(1)时间t0内流过MN杆的电量(设EF杆还未离开水平绝缘平台);
(2)至少经多长时间EF杆能离开平台.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,两导轨竖直放置,匀强磁场的方向和导轨所在平面垂直.相同材料制成的金属棒a和b分别沿两导轨竖直向下无摩擦滑动,电阻R1=R2,导轨和金属棒电阻不计.若a棒的横截面积是b棒的2倍,当a棒和B棒分别以最大速度匀速向下滑动时,电阻R1和R2(R1、R2阻值相同)上的电功率之比为______.
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如图所示,两导轨竖直放置,匀强磁场的方向和导轨所在平面垂直.相同材料制成的金属棒a和b分别沿两导轨竖直向下无摩擦滑动,电阻R1=R2,导轨和金属棒电阻不计.若a棒的横截面积是b棒的2倍,当a棒和B棒分别以最大速度匀速向下滑动时,电阻R1和R2(R1、R2阻值相同)上的电功率之比为   

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两导轨竖直放置,匀强磁场的方向和导轨所在平面垂直。相同材料制成的金属棒ab分别沿两导轨竖直向下无摩擦滑动,电阻R1=R2,导轨和金属棒电阻不计。若a棒的横截面积是b棒的2倍,当a棒和B棒分别以最大速度匀速向下滑动时,ab的动量之比为      ,电阻R1R2R1R2阻值相同)上的电功率之比为          
     

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