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MN、PQ为相距L=0.2m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,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,在两导轨的M、P两端接有一电阻为R=2Ω的定值电阻,其余电阻不计。一质量为m=0.2kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好。今平行于导轨对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4m/s2,经时间t=1s滑到cd位置,从ab到cd过程中电阻发热为Q=0.1J,g取10m/s2。求:
(1)到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
(2)导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功。
解:(1)导体棒在cd处速度为:v=at=4 m/s
切割磁感线产生的电动势为:E=BLv=0.8 V
回路感应电流为:I==0.4 A
导体棒在cd处受安培力:F=BIL=0.08 N
平行导轨向下为正方向:mgsinθ+F-F=ma
解得:F=-0.12 N
对导体棒施加的作用力大小为0.12 N,方向平行导轨平面向上
(2)ab到cd的距离:x=at2=2 m
根据功能关系:mgxsinθ+WF-Q=mv2-0
解得:WF=-0.3 J
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,MNPQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的MP两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从abcd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:

1.到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;

2.导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.

 

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科目:高中物理 来源:2011年湖北省仙桃八中高二秋季学期期末考试测试物理卷 题型:计算题

如图所示,MNPQ为相距L=0.2 m的光滑平行导轨,导轨平面与水平面夹角为θ=30°,导轨处于磁感应强度为B=1 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,在两导轨的MP两端接有一电阻为R=2 Ω的定值电阻,回路其余电阻不计.一质量为m=0.2 kg的导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好.今平行于导轨在导体棒的中点对导体棒施加一作用力F,使导体棒从ab位置由静止开始沿导轨向下匀加速滑到底端,滑动过程中导体棒始终垂直于导轨,加速度大小为a=4 m/s2,经时间t=1 s滑到cd位置,从abcd过程中电阻发热为Q=0.1 J,g取10 m/s2.求:

【小题1】到达cd位置时,对导体棒施加的作用力;
【小题2】导体棒从ab滑到cd过程中作用力F所做的功.

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