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如图所示,两根光滑的长直金属导轨 MN、PQ平行置于同一水平面内,导轨间距L=0.2m,导轨左端接有“0.8V,0.8W’’的小灯泡,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场中。长度也为L的金属导体棒ab垂直于导轨放置,导轨与导体棒每米长度的电阻均为R0=0.5Ω,其余导线电阻不计。今使导体棒在外力作用下与导轨良好接触向右滑动产生电动势,使小灯泡能持续正常发光。

(1)写出ab的速度v与它到左端MP的距离x的关系式,并求导体棒的最小速度vmin

(2)根据v与x的关系式,计算出与表中x各值对应的v的数值填入表中,然后画出v-x图线。     

(1)4.5m/s    (2)见解析。


解析:

(1)解:通过小灯泡的电流    (2分)

ab杆电动势:  (3分)

  (2分)

导体棒的最小速度  (1分)

(2)  (10分  各5分) 

x/m

0

0.5

1

1.5

2

v/ms-1

4.5

7.0

9.5

12.0

14.5

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内,相距L=0.5m,导轨的左端用R=3Ω的电阻相连,导轨电阻不计,导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab,质量m=0.2kg,整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,现对杆施加水平向右的拉力F=2N,使它由静止开始运动,求:
(1)杆能达到的最大速度为多大?最大加速度为多大?
(2)杆的速度达到最大时,a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?
(3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中,R上总共产生了10.2J的电热,则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长?
(4)若杆达到最大速度后撤去拉力,则此后R上共产生多少热能?其向前冲过的距离会有多大?

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精英家教网如图所示,两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直于斜面向上,质量为m的导体棒放在导轨上,并在沿斜面向上的恒力F作用下匀速向上滑,导轨及导体棒的电阻均可忽略.则对导体棒上升高度h的过程中的分析其中正确的是(  )
A、合外力对导体棒所做的功为零B、合外力对导体棒所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和C、克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热D、恒力F所做的功等于mgh和电阻R上产生的焦耳热之和

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,两根光滑的平行金属导轨处于同一水平面内,相距0.3m,导轨左端PQ间用电阻R=0.2Ω相连接,导轨电阻不计,导轨上停放着一金属杆MN,杆的电阻为0.1Ω,质量为0.1kg,始终与导轨保持良好接触,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度为0.5T.现对金属杆施加适当的水平力,使杆由静止开始沿导轨匀加速运动,问:
(1)要使P点电势高于Q点电势,杆应向哪个方向运动?
(2)当金属杆的速度v=2m/s时,电阻R上消耗的电功率多大?
(3)要使电阻R上的电压每秒均匀增加0.05V,杆的加速度a应为多大?

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精英家教网如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨所在空间有一与导轨平面垂直的匀强磁场.导轨上有一个金属棒,金属棒与两导轨垂直且接触良好,在沿着斜面向上且与棒垂直的拉力F作用下,金属棒沿导轨匀速上滑,则下列说法正确的是(  )
A、拉力做的功等于棒的机械能的增量B、作用在金属棒上各力的合力做功为零C、拉力与棒受到的磁场力的合力为零D、拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和

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