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两金属杆ab、cd的长度均为L,质量均为m,电阻均为R。用两根长为2L的柔软导线连接后放在光滑的水平桌面上,导线的电阻与质量不计。为ad、bc的中线。在的左侧空间有垂直于桌面的匀强磁场,磁感应强度为B。位于桌子边缘的金属杆Cd受到轻微扰动就会落下桌面,当曲运动至时,cd杆的加速度为零,此时Cd杆尚未着地。

求:(1)ab杆的最大速度;
(2)ah杆从静止运动到00的过程中,回路中产生的焦耳热。
(1)(2)

试题分析:(1)由题意可知,杆加速度为零时,杆有最大速度
 …………………………………………………………1分
   …………………………………………………………1分…………………………………………………………………………1分
    ……………………………………………………………1分
解得 ……………………………………………………………… 1分
(2)根据能量守恒
  ……………………………………………………2分
解得      ………………………………………………2分
点评:解答这类问题的关键是正确分析安培力的大小与方向,然后根据导体棒所处状态列方程求解.导体棒运动时切割磁感线产生感应电流,使棒受到向左的安培力,根据感应电流的大小写出安培力的表达式结合牛顿第二定律求出F与t的关系式,然后将图象上的数据代入即可求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,宽度L=0.2m、足够长的平行光滑金属导轨固定在位于竖直平面内的绝缘板上,导轨所在空间存在磁感应强度B=0.50T的匀强磁场,磁场方向跟导轨所在平面垂直.一根导体棒MN两端套在导轨上与导轨接触良好,且可自由滑动,导体棒的电阻值R=l.5Ω,其他电阻均可忽略不计.电源电动势E=3.0V,内阻可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2.当S1闭合,S2断开时,导体棒恰好静止不动.
(1)求S1闭合,S2断开时,导体棒所受安培力的大小;
(2)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求当导体棒的加速度a=5.0m/s2时,导体棒产生的感应电动势大小;
(3)将S1断开,S2闭合,使导体棒由静止开始运动,求导体棒运动的最大速度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是(  )
A.当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点
B.当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点等电势
C.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点
D.当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,匀强磁场方向垂直于线圈平面,先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场,第一次拉出时速度为 v1=v0,第二次拉出时速度为 v2=2v0,前后两次拉出线圈的过程中,下列说法正确的是(  )。
A.线圈中感应电流之比是1∶2
B.线圈中产生的热量之比是2∶1
C.沿运动方向作用在线框上的外力的功率之比为1∶2
D.流过任一横截面感应电荷量之比为1∶1

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5 m,左端通过导线与阻值为2 W的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4 W的小灯泡L连接,在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2 m,CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图所示,在t=0时,一阻值为2 W的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动,当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:

(1)通过小灯泡的电流强度。
(2)恒力F的大小。
(3)金属棒的质量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端与小灯泡连接,匀强磁场垂直于导轨所在平面,则垂直导轨的导体棒ab在下滑过程中(导体棒电阻为R,导轨和导线电阻不计)
A.受到的安培力方向沿斜面向上
B.受到的安培力大小保持恒定
C.导体棒的机械能一直减小
D.克服安培力做的功等于灯泡消耗的电能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根竖直固定的金属导轨ad和bc相距l=0.2m,另外两根水平金属杆MN和EF可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和EF杆的电阻分别为0.2Ω(竖直金属导轨的电阻不计),EF杆放置在水平绝缘平台上,回路NMEF置于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度B=1T,试求:

(1)EF杆不动,MN杆以0.1m/s的速度向上运动时,杆MN两端哪端的电势高?MN两端电势差为多大?
(2)当MN杆和EF杆的质量均为m=10-2kg。MN杆须有多大的速度向上运动时,EF杆将开始向上运动?此时拉力的功率为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,水平导轨的电阻忽略不计,金属棒ab和cd的电阻多别为Rab和Rcd,且Rab>Rcd,处于匀强磁场中。金属棒cd在力F的作用下向右匀速运动。ab在外力作用下处于静止状态,下面说法正确的是
A.Uab>UcdB.Uab=Ucd
C.Uab<UcdD.无法判断

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。绝缘轻绳一端固定,另一端系于导体棒a的中点,轻绳保持竖直。将导体棒b由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放。匀强磁场的宽度一定,方向与导轨平面垂直,两导体棒电阻均为R且与导轨始终保持良好接触。下列说法正确的是
A.b进入磁场后,a中的电流方向向左
B.b进入磁场后,轻绳对a的拉力增大
C.b进入磁场后,重力做功的瞬时功率可能增大
D.b由静止释放到穿出磁场的过程中,a中产生的焦耳热等于b减少的机械能

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