如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=lm，導(dǎo)軌平而與水平面成0=37°角，上、下端各連接一電阻，阻值分別為R1=4Ω、R2=6Ω．質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.6Ω的金屬捧ab放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
（1）金屬棒下滑的最大速度；
（2）從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電阻R2上產(chǎn)生的熱量Q=0.4J，求該過(guò)程中ab位移x的大�。�
（1）金屬棒達(dá)到最大速度時(shí)，受力平衡，則有：
mgsinθ=μFN+F
FN=mgcosθ
又因有：F=BIL=
B2l2v
R

回路的總電阻為：R=r+
R1R2
R1+R2

代入數(shù)據(jù)得：v=6m/s
（2）電阻R1上產(chǎn)生的熱量為：Q1=
R2
R1
Q
金屬棒上產(chǎn)生的熱量為：Qr=
r
R并
（Q+Q1）
由能的轉(zhuǎn)化和守恒可得：
mgsinθx=μmgcosθx+Q+Q1+Qr+
1
2
mv2
代入數(shù)據(jù)解得：x=5.125m
答：（1）金屬棒下滑的最大速度為6m/s；
（2）該過(guò)程中ab位移x的大小為5.125m．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方，其磁場(chǎng)寬度為4L，兩線(xiàn)框的下邊距離磁場(chǎng)的上邊的高度均為h，讓它們同時(shí)由靜止釋放．問(wèn)：
（1）A、B線(xiàn)框哪個(gè)先落地？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論；
（2）落地時(shí)，計(jì)算通過(guò)A、B兩個(gè)線(xiàn)框的電量之比；
（3）落地時(shí)，能否判斷出哪個(gè)線(xiàn)框產(chǎn)生的熱量較多？若能，求出兩者產(chǎn)生的熱量之比；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，寬L=1m的足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上、導(dǎo)軌的傾角θ=30°．一根質(zhì)量m=0.2Kg，電阻R=lΩ的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌向上的牽引力F作用在直棒ab上．使ab棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）若牽引力恒定，請(qǐng)定性畫(huà)出ab棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖象；
（2）若牽引力的功率P恒為12W，則ab棒運(yùn)動(dòng)的最終速度v為多大？
（3）當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到某一速度時(shí)撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為
零，通過(guò)ab棒的電量q=0.72C，則撤去牽引力后ab棒滑動(dòng)的距離S多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓環(huán)直徑為l；長(zhǎng)為l、電阻為
r
2
的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以v0向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線(xiàn)位置時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為_(kāi)_____．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖，Ⅰ和Ⅱ是一對(duì)異名磁極，ab為放在其間的金屬棒．a(chǎn)b和cd用導(dǎo)線(xiàn)連成一個(gè)閉合回路．當(dāng)ab棒向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd導(dǎo)線(xiàn)受到向下的磁場(chǎng)力．由此可知Ⅰ是______極（填空“N”或“S”），a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)φa______φb（填空“＞”、“＜”或“=”）．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，先后以速度v1和v2把一矩形線(xiàn)圈勻速拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，若v2=2v1，則在先后兩種情況下，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2=2：1
B．線(xiàn)圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=1：4
C．作用在線(xiàn)圈上的外力大小之比F1：F2=1：2
D．通過(guò)線(xiàn)圈某截面的電荷量之比q1：q2=1：2

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示：寬度L=1m的足夠長(zhǎng)的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，框架導(dǎo)軌上放一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6w的牽引力F使棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直），當(dāng)棒的電阻R產(chǎn)生熱量Q=5.8J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過(guò)程中，通過(guò)棒的電量q=2.8C（框架電阻不計(jì)，g取10m/s2）．
問(wèn)：（1）ab棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？
（2）ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時(shí)間多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，導(dǎo)體棒ab可以無(wú)摩擦地在足夠長(zhǎng)的豎直軌道上滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，除R外其他電阻均不計(jì)，則導(dǎo)體棒ab下落過(guò)程中（　�。�
A．金屬棒的機(jī)械能守恒
B．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以前，電阻R增加的內(nèi)能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以后，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為電阻R增加的內(nèi)能
D．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以前，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為棒增加的動(dòng)能和電阻R增加的內(nèi)能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，固定于水平地面上接有阻值為R=0.50Ω的電阻的光滑金屬框架上放置一金屬棒ab，金屬框架寬度為L(zhǎng)=1.0m，垂直于質(zhì)量為m=1.0kg的金屬棒ab施加一水平恒力F=1.0N，使棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到最大值時(shí)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.50J，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1.0T，金屬棒的電阻為r=0.50Ω，不計(jì)其它電阻，求：
（1）金屬棒的最大速度v；
（2）達(dá)到最大速度時(shí)金屬棒在框架上運(yùn)動(dòng)的位移S；
（3）金屬棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最大速度所需要的時(shí)間t．

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