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光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图甲所示。用恒力F沿导轨斜面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v―t图像如图乙。g=10m/s2,导轨足够长,求:

(1)恒力F的大小;

(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;

(3)根据v―t图像估算在前0.8s内电阻上产生的热量。

  

解:(1)由图乙知,杆运动的最大速度为=4m/s

此时有:

代入数据得:F=18N

(2)由牛顿第二定律可得:

代入数据得:a=2.0m/s2

(3)由乙图可知0.8s末导体杆的速度V1=2.2m/s

前0.8s内图线与t轴所包围的小方格的个数为27个

面积为27×0.2×0.2=1.08,即前0.8s内导体杆的位移X=1.08m

由能的转化和守恒定律得:

代入数据得:Q=3.80J

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,两根光滑平行的金属导轨,放在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身电阻不计,斜面处在一匀强磁场中,方向垂直斜面向上,一质量为m、电阻不计的金属棒,在沿斜面并与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升了h高度在上滑过程中(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距为L,与水平面之间的夹角α,匀强磁场磁感应强度为B,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值为R的电阻,电阻为r、质量为m的金属杆ab垂直导轨放置,其它电阻不计,若给金属杆ab平行斜面向上以速度v0,使之沿斜面开始运动,上升的最大高度为h,经过一段时间金属棒ab又回到出发点,则(  )

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(2009?和平区一模)光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图甲所示.用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,由静止开始运动,v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,导轨足够长.求:
(1)恒力F的大小.
(2)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小.
(3)根据v-t图象估算在前0.8s内电阻上产生的热量.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距L=1.0m,与水平面之间的夹角α=30°,匀强磁场磁感应强度B=2.0T,垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值R=2.0Ω的电阻,其它电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab,若金属杆ab以恒定加速度a=2m/s2,由静止开始做匀变速运动,则:(g=10m/s2
(1)在5s内平均感应电动势是多少?
(2)第5s末,回路中的电流多大?
(3)第5s末,作用在ab杆上的外力F多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?重庆模拟)如图所示,光滑平行的金属导轨MN、PQ相距L=0.8m,其框架平面与水平面成.θ=30°,在M点和P点间接一个阻值为R=1.80Ω的电阻,在两一导轨间矩形区域00101′0′内有垂直导轨平面向下、宽为d=0.6m的匀强磁场,磁感应强度为B=lT.一质量为m=0.16kg、电阻为r=0.2Ω的导体棒ab,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d0=0.4m,现使它由静止开始运动,在棒ab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,g=l0m/s2)求:
(1)棒ab在进人磁场上边界时的速度;
(2)棒ab在磁场中作匀速运动时产生的感应电动势;
(3)棒ab通过磁场区域过程中整个电路所产生的热量.

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