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两根平行的光滑金属导轨位于水平面内,相距为L=0.5 m.导轨的左端接有阻值为R=0.30 Ω的电阻,一质量为m=2 kg的金属杆垂直放在导轨上,金属杆的电阻r=0.20 Ω,导轨电阻不计,在x≥0一侧存在一与水平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=1T,当金属杆以v0=4 m/s的初速度进入磁场的同时,受到一个水平向右的外力作用,且外力的功率恒为18 W,经过2 s金属杆达到最大速度,求:①在速度为5 m/s时,金属杆的加速度;②金属杆达到的最大速度vm;③在这2 s内回路产生的热量.

答案:
解析:

  E=BLv I=

  F=BIL=

  P=Fv

  =ma a=0.55 m/s2

  0 vm=6 m/s

   J


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?连云港二模)如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B.在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动.已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=30°,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力.
(1)为使导体棒b能沿导轨向下运动,a的速度v不能超过多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;
(3)在(2)中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒a和b与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计.整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动.已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=300,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力.
(1)若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度v多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动,试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;
(3)在(2)中,当t=2s时,b的速度达到5.06m/s,2s内回路中产生的焦耳热为13.2J,求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?资阳三模)如图所示,两根正对的距离为L=1m的平行金属直物直MN、M’、N'位于同一水平面上,两端M、M’之间接一阻值为R=4Ω的定值电阻,NN’端与两条位于竖直平面内的半径均为Ro=0.4m的半圆形光滑金属习口直NP,N'P’平滑连接直轨道的右侧处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场区域的宽度为s=0.5m,且其右边界与NN’重合.现有一质量为m=lkg,电阻为r=1Ω的一导体杆ab静止在距磁场的左边界也为s处.在与杆垂直的,水平向右且大小为38N的恒力F作用下ab杆开始运动.当运动至磁场右边界时撤去F,结果导休杆ab恰好能以最小的速度通过半圆形习U首的最高点PP'.已知导体杆ab在运动过程中与辆连接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数为μ=02,轨道的电阻可忽略不计,重力加速度g取l Om/s2,求:
(1)ab刚进入磁场时杆中电流的大小和方向;
(2)ab穿过磁场的过程中,通过ab杆的电量;
(3)ab穿过磁场的过程中,ab杆损失的机械能和电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒导ab,ab与导轨垂直,其电阻为0.02Ω,质量为0.1kg,它在导轨间的长度为1m,导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感强度为0.2T,电路中电阻R的阻值为0.08Ω,其它电阻不计,求:
(1)断开电键K,ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下,由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式.
(2)当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键,并同时撤掉力F,那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能.
(3)在上述(2)的情况下,导体棒ab能滑行的最大距离.

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科目:高中物理 来源:2013届辽宁省沈阳市第二十中学高三高考领航考试(一)物理试卷(带解析) 题型:计算题

如图,两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角,导轨间距为d,两导体棒ab与导轨垂直放置,两根导体棒的质量都为m、电阻都为R,回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动,同时将b由静止释放,b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m,m=0.5kg,R=0.5Ω,B=0.5T,θ=300,g取10m/s2,不计两导棒间的相互作用力。

(1)若使导体棒b静止在导轨上,导体棒a向上运动的速度v多大?
(2)若a在平行于导轨向上的力F作用下,以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动,试导出Fb的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值;

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