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如图所示,一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B=0.2T,现有一根质量为m=0.1kg、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为 r/2时,棒的速度大小为v1=
8
3
m/s,下落到经过圆心时棒的速度大小为v2=
10
3
m/s,(取g=10m/s2
试求:
(1)下落距离为r/2时棒的加速度,
(2)从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量.
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(1)下落距离为
r
2
时,闭合电路的总电阻:?R=
R
3
×
2R
3
R
=
2
9
R  ①?
导体棒切割磁感线的有效长度?
L=
3
r ②?
此时感应电动势E=BLv1③?
导体棒中电流:I=
E
R
④?
导体棒受安培力:F=BIL⑤?
方向竖直向上?
由牛顿第二定律,mg-F=ma1⑥?
由①②③④⑤⑥得a1=8.8 m/s2?
(2)设从开始下落到经过圆心的过程中产生的热量为Q,重力势能的减小量转化为内能和动能的增加量;由能量守恒可知:
mgr=Q+
1
2
mv22?
代入数值解得:Q=mgr-
1
2
mv2=0.44J
答:(1)棒的加速度为8.8m/s2;(2)产生的热量为0.44J.
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,一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B=0.2T,现有一根质量为m=0.1kg,电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为
r
2
时,棒的速度大小为v1=
8
3
m/s
,下落到经过圆心时棒的速度大小为v2=
10
3
m/s
,(取g=10m/s2
试求:
(1)下落距离为
r
2
时棒的加速度;
(2)从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一根电阻为R=18Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直固定放置在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场垂直于线框平面并且分布在如图所示两竖直虚线范围内.现有一根质量为m=1.0kg,电阻不计的导体棒,自圆形线框ab位置由静止沿线框平面下落,下落过程中始终保持水平并与线框保持良好光滑接触.经过圆心O时棒的加速度a1=8m/s2,g=10m/s2.求:
(1)导体棒经过圆心O时的速度.
(2)若导体棒从ab位置下落到cd位置的过程中,线框中产生的热量Q=0.48J,则导体棒经过cd时的加速度多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一根电阻为R=12Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B=0.2T,现有一根质量为m=0.1kg、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为 r/2时,棒的速度大小为v1=
8
3
m/s,下落到经过圆心时棒的速度大小为v2=
10
3
m/s,(取g=10m/s2
试求:
(1)下落距离为r/2时棒的加速度,
(2)从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B.现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:
(1)电阻R消耗的电功率;
(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质.

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科目:高中物理 来源: 题型:

20.如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:

(1)电阻R消耗的电功率;

(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。

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