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23.图中MNPQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2

23.答案:v=4.5 m/s,R2=6.0 Ω

解析:由能量守恒,有

mgv=P

   代入数据解得

   v=4.5m/s

   又

   E=BLv

   设电阻R1与R2的并联电阻为R,ab棒的电阻为r,有

  

   I=                         

   P=IE                              

   代入数据解得

   R2=6.0Ω                                     


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(2005?天津)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直.质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1.当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2

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(1)速率v
(2)滑动变阻器接入电路部分的有效阻值R2
(3)若杆ab由静止开始下滑,到达到稳定速率v所需的时间t为0.5s,求这段时间通过R1的电量q1

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m/s.滑动变阻器接入电路部分的阻值R2=
 
Ω.

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(1)速率v
(2)滑动变阻器接入电路部分的有效阻值R2
(3)杆ab由静止开始下滑,到达到稳定速率v后0.5s内通过R1的电量q1

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如图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计,导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求:(1)速率v,(2)滑动变阻器接入电路的阻值R2

 

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