[题目]如图所示.竖直放置的两根足够长的金属导轨相距为L.导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R).定值电阻R0和开关K相连.整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场.其磁感应强度的大小为B.一质量为m.电阻为r的金属棒ab横跨在导轨上.已知电源电动势为E.不计电源电动势内阻.导轨的电阻.(1)当K接1时.金属棒ab在磁场中恰好保持静止.则滑动变阻器� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，竖直放置的两根足够长的金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻R0和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B。一质量为m，电阻为r的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，不计电源电动势内阻，导轨的电阻。

(1)当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大？

(2)当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则下落s的过程中重力的冲量是多少？

(3)当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则下落s的过程中金属棒中产生的热量是多少？

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则有

再由闭合电路欧姆定律可知

联立方程解得

（2）当金属棒下落距离s时，达到稳定状态，即

动量定理得

其中

联立上式解得

（3）金属棒ab从静止下落距离s，由动能定理得

金属棒ab产生热量

解得

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（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；

（2）求第2s末外力F的瞬时功率；

（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功，求金属杆上产生的焦耳热。

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