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如右图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I.整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻.求:

(1)磁感应强度的大小B

(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v

(3)流经电流表电流的最大值Im.

解析: (1)电流稳定后,导体棒做匀速运动 BILmg

解得 B.②

(2)感应电动势 EBLv

感应电流 I

由②③④式解得 v.

(3)由题意知,导体棒刚进入磁场时的速度最大,设为vm

机械能守恒 mvmgh

感应电动势的最大值 EmBLvm

感应电流的最大值 Im

解得 Im.

答案: (1)B (2)v (3)Im

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(浙江省四校联合体2011届高三下学期开学测试理科综合试题)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角a=30°,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,试求:
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(1)经多长时间,导体棒d开始滑动;

(2)若在上述时间内,导体棒d上产生的热量为Q,则此时间内水平外力做的功为多少?

 

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