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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。

(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:不详 题型:问答题

如图所示,U形导线框内串联着阻值为R的电阻,另有阻值为R的均匀电阻丝MP跨在线框上,接线点N和O三等分长度为L的MP,磁感应强度为B的匀强磁场垂直线框平面,当MP以速率v向右匀速运动时,求:

(1)R上消耗的功率有多大?   (2)M、P间的电势差有多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两平行光滑的导轨相距l=0.5m,两导轨的上端通过一阻值为R=0.4Ω的定值电阻连接,导轨平面与水平面夹角为θ=30º,导轨处于磁感应强度为B=1T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,一长度恰等于导轨间距、质量为m=0.5kg的金属棒,由图示位置静止释放,已知金属棒的电阻为r=0.1Ω,导轨电阻不计,g=10m/s2。求:

(1)求金属棒释放后,所能达到的最大速度vm
(2)当金属棒速度达v=2m/s时,其加速度的大小;
(3)若已知金属棒达最大速度时,下滑的距离为
s=10m,
求金属棒下滑过程中,棒中产生的焦耳热。
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

空间某区域内存在水平方向的匀强磁场B,在磁场区域内有两根相距l1的平行金属导轨PQ、MN,固定在竖直平面内,如图所示。PM间连接有阻值为R的电阻;QN间连接着两块水平放置的平行金属板a、b,两板相距l2。一根电阻为r的细导体棒cd,导体棒与导轨接触良好,不计导轨和导线的电阻。若导体棒cd以速率V向右匀速运动时,在平行金属板a、b之间有一个带电液滴恰好在竖直平面内做匀速圆周运动。求:

(1)液滴带什么电?为什么?
(2)若带电液滴的重量为mg,求滴液的带电量q是多少?
(3)带电液滴在a、b之间做匀速圆周运动时,从图中的P                     
点开始,当位移大小恰好等于该圆的直径时,所对应的时间t
可能是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,两条足够长的平行光滑导轨MNPQ之间的宽度为L,处于同一竖直平面内,MP间接有阻值为R的电阻。轻质金属杆ab长为2L,紧贴导轨竖直放置并与导轨接触良好,离a处固定有质量为m的小球(可视为质点),整个装置处于磁感应强度为B并与导轨平面垂直的匀强磁场中,当ab杆由静止开始紧贴导轨绕a端固定轴向右倒下至水平位置时,球的速度为v。若导轨及金属杆电阻不计,忽略各处的摩擦,重力加速度为g,则在金属杆b端即将脱离导轨MN的瞬间,求:
(1) 小球的速度大小;   
(2) 电阻R的电功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


如图甲所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距l=0.4 m,导轨平面与水平面成θ=30°角,下端通过导线连接阻值R=0.5Ω的电阻。金属棒ab阻值r=0.3  Ω,质量m=0.2kg,放在两导轨上,与导轨垂直并保持良好接触。其余部分电阻不计,整个装置处于垂直导轨平
面向上的匀强磁场中。取g=10 m/s2
(1)若磁场是均匀增大的匀强磁场,在开始计时即t=0时刻磁感应强度B0=2.0T,为保持金属棒静止,作用在金属棒上平行斜面向上的外力F随时间t变化的规律如图乙所示,求磁感应强度B随时间t变化的关系。
(2)若磁场是磁感应强度大小恒为B1的匀强磁场,通过额定功率P =10W的小电动机对金属棒施加平行斜面向上的牵引力,使其从静止开始沿导轨做匀加速度直线运动,经过 s电动机达到额定功率,此后电动机功率保持不变,金属棒运动的v—t图象如图丙所示。试求磁感应强度B1的大小和小电动机刚达到额定功率时金属棒的速度v1的大小?
 

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如图所示,为某一装置的俯视图,PQ、MN为竖直放置的很长的平行金属薄板,两板间有匀强磁场,它的磁感应强度大小为B,方向竖直向下,金属棒AB搁置在两板上缘,并与两板垂直良好接触,现有质量为m、带电量大小为q,其重力不计的粒子,以初速度v0水平射入两板间.问:
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空间某区域内存在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场,在磁场区域内有两相距为L的平行金属导轨PQMN固定在竖直平面内,如图所示,导轨PM间连接有一阻值为R的电阻,QN间连接着两块水平放置的金属板ab,两板相距d,一根电阻为r的导体棒cd与导轨接触良好,不计导轨与导线电阻。当导体棒cd向右匀速运动时,在平行金属板ab间有带负电的液滴恰好能在竖直平面内做圆周运动,已知液滴质量为m,带电量为q,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的方向,带电液滴的运动方向;
(2)导体棒cd匀速运动的速率为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,半径为r的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置,在轨道上左侧高最高点M间接有阻值为的电阻,整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两导轨间距为l,一电阻也为,质量为m的金属棒处静止释放,经过时间t到达导轨最低点的速度为v,不计摩擦,求:

(1)金属棒到达时,所受磁场力的大小.
(2)金属棒到达时,回路中的电功率.
(3)从过程中,通过金属棒的电量.
(4)金属棒到达时,加速度的大小有多大?

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