如图甲所示.两根光滑的平行金属导轨PQ和MN相距d=0.5 m.它们与水平方向的夹角为37°.导轨的上端与阻值R=4 Ω的电阻相连.导轨上放有一根金属棒.金属棒的质量m=0.2 kg.电阻r=2 Ω.整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度B=1.2 T.金属棒在方向沿导轨向上的恒力F作用下由静止开始沿导轨向上运动.电阻R消耗的最大电功率P=1 W.(取g=10 m/s2)求: (1)恒力F的大小. (2)恒力做功的最大功率. 解析:(1)当感应电动势为E时.回路中的总电功率为: P= 此时R上的电功率PR=()2R 故回路中最大的电功率Pm=P·= W 因为Em==3 V 又Em=Bdvmcos 37° 可得:金属棒滑行的最大速度vm=6.25 m/s 金属棒达到最大速度时.受力情况如图乙所示.由平衡条件得: F=mgsin α+F安cos α 其中F安= 解得:F=1.44 N. (2)当金属棒达到最大速度时.恒力做功的功率最大且为:PF=F·vm=9 W. 答案:9 W 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

精英家教网如图甲所示,两根光滑的金属导轨MN、PQ彼此平行,相距L=0.5m,与水平面成θ=37°角放置,在导轨的上部接有一滑动变阻器,其最大阻值R=10Ω.一根质量为m=50g、电阻r=2Ω的直导体棒ab与导轨垂直放置且与导轨接触良好.在图示的矩形虚线区域内存在着垂直导轨平面向下、磁感应强度B=2T的匀强磁场,该磁场始终以速度v0在矩形虚线区域内沿着导轨匀速向上运动.当滑片滑至滑动变阻器的中点时,导体棒恰能在导轨上静止不动.金属导轨的电阻不计,运动的过程中总能保证金属棒处于磁场中.设轨道足够长,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求磁场运动的速度v0是多大?
(2)现将滑动变阻器接入电路的阻值迅速变为1Ω,求导体棒稳定运动时的速度大小及该过程中安培力的最大功率.
(3)若将滑动变阻器的滑片滑至某处后导体棒稳定运动时的速度用符号v表示,此时对应电路的总电阻用符号R表示,请推导速度v随总电阻R变化的关系式,并在图乙中准确地画出此情况下的v-R图象.

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精英家教网如图所示,两根光滑的平行金属导轨位于水平面内,匀强磁场与导轨所在平面垂直,两根金属杆甲和乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨接触 良好且保持垂直.起初两根杆都静止.现突然给甲一个冲量使其获得速度V而开始运动,回路中的电阻不可忽略,那么在以后的运动中,下列说法正确的是(  )

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如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻值R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨垂直,接触良好,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小B=0.5T的匀强磁场中,现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示.
求:
(1)拉力F的大小及电路的发热功率;
(2)在0~10s内,通过电阻R上的电量.

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如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距L=0.2m,一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接;导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B=0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的v-t图象如图乙所示.(取重力加速度g=10m/s2)求:
(1)t=10s时拉力的大小及电路的发热功率.
(2)在0~10s内,通过电阻R上的电量.

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如图甲所示,两根足够长的竖直光滑平行金属导轨相距为L1=0.1m,导轨下端通过导线连接阻值R=0.4Ω的电阻.质量为m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金属棒ab与导轨垂直并保持良好接触,整个装置处于垂直导轨平面向外的均匀变化的匀强磁场中.
(1)若金属棒距导轨下端为L2=0.2m,磁场随时间变化的规律如图乙所示,为保持金属棒静止,试求作用在金属棒中央、沿竖直方向的外力随时间变化的关系式;
(2)若所加匀强磁场的磁感应强度大小恒为B′,通过恒定功率Pm=6W的竖直向上的拉力使棒从静止开始向上运动,棒向上运动的位移随时间变化的情况如图丙所示,图中OA段为曲线,AB段为直线,其反向延长线与t轴的交点坐标为(0.6,0).试求磁感应强度B′的大小和变速运动阶段在电阻R上产生的热量.

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