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如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20 m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10的电阻。在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动。杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆和轨道的电阻均可忽略。

    (1)请你通过计算判断,在金属杆向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;

    (2)在金属杆向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的时,水平拉力的大小;

    (3)从金属杆进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功。

       解:(1)(2分)金属杆刚进入磁场时,杆中的感应电流

       此时,杆所受的安培力,方向水平向左

       杆所受的合力,方向水平向左

       在金属杆向右做匀减速直线运动的过程中,安培力不断减小

       因此,杆上所施加的水平拉力的方向始终向左

       (2)(3分)当速度减为时,电流为

       此时杆所受的安培力,方向水平向左

       根据牛顿第二定律

       水平拉力的大小

       (3)(3分)由动能定理

       其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q,即

       所以J

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?江苏)如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触.T=0时,将开关S由1掷到2.Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,水平面内有两根足够长的平行导轨L1、L2,其间距d=0.5m,左端接有容量C=2000μF的电容.质量m=20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动,导体棒和导轨的电阻不计.整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场,磁感应强度B=2T.现用一沿导轨方向向右的恒力F1=0.44N作用于导体棒,使导体棒从静止开始运动,经t时间后到达B处,速度v=5m/s.此时,突然将拉力方向变为沿导轨向左,大小变为F2,又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处,整个过程电容器未被击穿.求
(1)导体棒运动到B处时,电容C上的电量;
(2)t的大小;
(3)F2的大小.

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精英家教网如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10Ω的电阻.在虚线OOˊ(OOˊ垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T.一根质量m=0.10kg的直金属杆ab垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆ab以v0=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以a=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动.杆ab始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触.杆ab和轨道的电阻均可忽略.
(1)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的
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时,水平拉力的功率;
(2)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为R的导体棒垂直于导轨放置,且与导轨接触良好.导轨所在空间存在匀强磁场,匀强磁场与导轨平面垂直,t=0时,将开关S由1掷向2,分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小,则图所示的图象中正确的是(  )
A、精英家教网B、精英家教网C、精英家教网D、精英家教网

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道,它们间的距离L=0.20m,在两轨道的左端之间接有一个R=0.10Ω的电阻.在虚线OO′(OO′垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.50T.一根质量m=0.10kg的直金属杆ab垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆ab以v0=2.0m/s且平行于轨道的初速度进入磁场,同时在杆上施加一个水平拉力,使其以a=2.0m/s2的加速度做匀减速直线运动.杆ab始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触.杆ab和轨道的电阻均可忽略.
(1)请你通过计算判断,在金属杆ab向右运动的过程中,杆上所施加的水平拉力的方向;
(2)在金属杆ab向右运动的过程中,求杆中的感应电流为最大值的
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时,水平拉力的大小;
(3)从金属杆ab进入磁场至速度减为零的过程中,电阻R上发出的热量Q=0.13J,求此过程中水平拉力做的功.

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