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如图所示,金属杆MN,在竖直平面内贴着光滑平行金属导轨下滑,导轨的间距l=10cm,导轨上端接有R=0.5Ω的电阻,导轨与金属杆的电阻不计,整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.当金属杆MN下滑时,每秒钟有0.02J的重力势能减少,求MN杆下滑的速度的大小(不计空气阻力).
分析:根据能量守恒可知,当杆MN达到稳定状态时以速度v匀速下滑时,整个电路消耗的电功率等于MN棒的重力功率.
解答:解:当杆匀速下滑时,重力的功率等于电路的电功率,设重力的功率为P,则有:P=
E2
R
(1)
由法拉第电磁感应定律得:E=Blv(2)
联立(1)(2)解得:v=
PR
Bl

代入数据得:v=2m/s
即棒下滑的速度大小为2m/s
点评:对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,重点是分析安培力;另一条是能量,分析能量如何转化是关键.本题要抓住杆MN达到稳定状态时速率v匀速下滑时,电功率等于重力的功率.
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?杨浦区模拟)如图所示,金属杆MN水平固定于线圈上方,杆的两端接有导线.心与线圈轴线处于同一竖直平面内,现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接,下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,金属杆MN放在用相同导体制成的金属框abcd上,bc边与x轴重合,且b为坐标原点,矩形框长为2L,宽为L,单位长度的电阻为R0,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直.现对MN杆施加沿x轴正方向的外力,使之从框架左端开始,以速度v向右匀速运动,不计摩擦.求:

(1)在MN杆运动过程中,通过杆的电流与坐标x的关系;

(2)作用在MN杆上的外力的最大值与最小值之比.

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科目:高中物理 来源:杨浦区模拟 题型:单选题

如图所示,金属杆MN水平固定于线圈上方,杆的两端接有导线.心与线圈轴线处于同一竖直平面内,现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接,下列说法中正确的是(  )
A.MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力
B.将a、d接电源的正极,b、c接电源的负极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力
C.将a、d接电源的负极,b、c接电源的正极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力
D.将a、c接电源的负极,b、d接电源的正极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力
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科目:高中物理 来源:2003-2004学年北京朝阳区高三(上)期末物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,金属杆MN水平固定于线圈上方,杆的两端接有导线.心与线圈轴线处于同一竖直平面内,现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接,下列说法中正确的是( )

A.MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力
B.将a、d接电源的正极,b、c接电源的负极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力
C.将a、d接电源的负极,b、c接电源的正极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力
D.将a、c接电源的负极,b、d接电源的正极,MN将受到垂直于纸面向外的安培力

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