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    如图所示，ab、cd是两根固定的竖直光滑的足够长金属导轨，导轨上套有一根可滑动的金属细棒，整个装置放在磁感应强度B=0.5T的水平匀强磁场中。已知棒长L=10cm，电阻R=0.2Ω，质量m=20g，开始时处于静止状态。电池电动势E=1.5V，内阻r=0.1Ω，导轨的电阻、空气阻力均不计，取g=10m/s2。当电键K闭合后，试求：
    （1）棒L的最大加速度；
    （2）棒L的最大速度；
    （3）棒L达到最大速度后，棒L发热消耗的功率与整个电路消耗的功率之比；
    （4）若棒L从静止到速度达到最大过程中上升了s=10m，则在这过程中，安培力对棒L所做的功是多少？
    （1），方向竖直向上。
    （2），方向竖直向上。
    （3）
    （4）
    （1）K闭合瞬间，棒L所受向上安培力
    ＞，
    所以棒L向上运动并切割磁感线产生感生电动势。
    于是电路中的电流为，
    棒L所受安培力。
    由牛顿第二定律，棒有，
    所以棒L的加速度为，
    所以，当棒L由静止开始运动时（v=0），有最大加速度
    ，方向竖直向上。
    （2）以后，随着棒L速度v的不断增大，a不断减小，直至a=0时，有最大速度
    ，方向竖直向上。
    （3）棒L达到最大速度后，电路中的电流为
    ，
    所以棒L发热消耗的功率与整个电路消耗的功率之比
    。
    （4）在棒L由静止至速度最大过程中，所受安培力为变力，由动能定理
    ，
    所以在这过程中，安培力对棒L所做的功。
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
    B．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，机械能守恒
    C．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程，有（W1－△Ek）机械能转化为电能
    D．从ab进入GH到MN与JP的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek= W1－W2

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2＝8Ω的电阻，轨道间距L="1" m,轨道很长，本身电阻不计．轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度均为2 cm，磁感应强度的大小均为B="1" T，每段无磁场的区域宽度均为1 cm，导体棒ab本身电阻r=1Ω，与轨道接触良好．现使ab以v="10" m/s向右匀速运动．求：
    (1)当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时，设电流方向从a流向b为正方向，请画出流过导体棒ab的电流随时间变化关系的i－t图象．
    (2)整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流，求出流过导体棒ab的电流有效值．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，宽L=1m、倾角的光滑平行导轨与电动势E=3.0V、内阻r=0.5的电池相连接，处在磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场中。质量m=200g、电阻R=1的导体ab从静止开始运动。不计期于电阻，且导轨足够长。试计算：
    （1）若在导体ab运动t=3s后将开关S合上，这时导体受到的安培力是多大？加速度是多少？
    （2）导体ab的收尾速度是多大？
    （3）当达到收尾速度时，导体ab的重力功率、安培力功率、电功率以及回路中焦耳热功率和化学功率各是多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：
    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；
    （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。
                                                                 

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，把两根平行光滑金属导轨放在水平桌面上，桌子高0.8 m，导轨间距0.2 m，在导轨水平部分有磁感应强度为0.1 T，方向竖直向下的匀强磁场，弧形金属导轨的一端接有电阻R="1" Ω，质量m="0.2" kg的金属杆ab由静止开始距桌面h="0.2" m高处开始下滑，最后落到距桌子水平距离s="0.4" m处，金属杆及导轨电阻不计，试求：

    （1）金属杆进入导轨水平部分瞬间产生的感应电流的大小和方向.
    (2)金属杆滑出导轨瞬间感应电动势的大小.
    (3)整个过程中电阻R放出的热量.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示,平行导轨水平放置,匀强磁场的方向垂直于导轨平面,两金属棒、和轨道组成闭合电路,用水平恒力F向右拉,使、分别以和的速度向右匀速运动,若棒与轨道间的滑动摩擦力为,则回路中感应电流的功率为(    )              
    A．B．C．
    D．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    一边长为L的正方形单匝线圈沿光滑水平面运动以速度开始进入一有界匀强磁场区域，最终以速度滑出磁场。设线圈在磁场中的速度方向始终与磁场边界垂直，磁场的宽度大于L。刚进入磁场的瞬时，线圈中的感应电流为。求线圈刚刚滑出磁场时的电流和线圈进入过程中通过线圈某一截面的电量q。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    如图,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,a′b′c′d′是一正方形导线框,a′b′与ab平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W1表示沿平行于ab方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中所做的功,则W1=___________W2.

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