如圖所示,M,N及M',N'是兩組平行的光滑金屬導(dǎo)軌,都水平放置,M,N在M',N'的上方,二者如圖所示連接著,間距分別為d及d/3.空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是B．A．b是兩根質(zhì)量都是m,長(zhǎng)度、電阻都相同的金屬棒,分別放在兩導(dǎo)軌上,并都與導(dǎo)軌垂直,其中a棒用兩條長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛在支架上,線伸直且棒與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)將a棒向右拉,使兩線伸直且處于水平位置,從靜止釋放,a擺下與導(dǎo)軌接觸后繼續(xù)向左擺動(dòng),至最大高度時(shí)用手接住,此時(shí)線與豎直方向的夾角為60°．求

(1)當(dāng)a離開(kāi)導(dǎo)軌后,b棒的運(yùn)動(dòng)速度大小及方向．
(2)若導(dǎo)軌電阻不計(jì),由于電磁輻射而損耗的能量可以完全忽略,求b棒上生成的焦耳熱．
 

（1），方向向左 （2）

(1)a導(dǎo)線剛接觸導(dǎo)軌時(shí)的速度,a導(dǎo)線剛離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度
在a導(dǎo)線與導(dǎo)軌接觸的短暫過(guò)程中，a和b導(dǎo)線組成的閉合電路中有感應(yīng)電流，兩棒都將受到磁場(chǎng)力，由于兩棒中的電流大小相等，但a導(dǎo)線在電路中的長(zhǎng)度是b導(dǎo)線的3倍，因此a導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力也總是b導(dǎo)線的3倍，從而a導(dǎo)線的動(dòng)量變化量的大小等于b導(dǎo)線的動(dòng)量變化的3倍，即m(v2-v1)=3mv’，可解出b導(dǎo)線產(chǎn)生的速度大小，方向由左手定則判定是向左．
(2)根據(jù)能量守恒定律，電路中通過(guò)電阻生熱損失的能量等于系統(tǒng)減少的機(jī)械能，即Q=mgl-mgl/2-mv’2/2=,
由于a和b導(dǎo)線的電流大小總相等，但a導(dǎo)線在電路中的部分是b導(dǎo)線的3倍，因此b導(dǎo)線中損失的熱量是總量的1/4，即
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：計(jì)算題

（12分）如圖13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棒從靜止開(kāi)始到穩(wěn)定速度所經(jīng)歷時(shí)間是多少？

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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，一個(gè)半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，Oc為一個(gè)能繞O在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒，Oa之間連接一個(gè)電阻R，導(dǎo)體框架和導(dǎo)體棒的電阻都不計(jì).如果要使Oc能以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則外力做功的功率是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩條彎曲的金屬導(dǎo)軌放在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)，0至3l為一個(gè)曲線變化周期．曲線部分都是正弦曲線中的某四分之一，直線部分的長(zhǎng)度為2l，并且平行與x軸，它們之間間距很小但彼此絕緣，左端通過(guò)電阻R連接．坐標(biāo)平面內(nèi)有垂直于該平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．一根平行于y軸的長(zhǎng)導(dǎo)體棒沿x軸勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與兩金屬導(dǎo)軌良好接觸，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，除R外其余電阻都不計(jì)．測(cè)得電阻R在較長(zhǎng)的t時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量為Q，則導(dǎo)體棒的速度為

A            B         C              D

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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，水平導(dǎo)軌離地高度H＝0.8m，兩導(dǎo)軌相距L＝0.5m，在靠近導(dǎo)軌邊緣處放一金屬直導(dǎo)線cd．cd質(zhì)量m＝5g，勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，cd由于受安培力作用飛離導(dǎo)線做平拋運(yùn)動(dòng)，其落地點(diǎn)離導(dǎo)軌邊緣的水平距離s＝0.8m，試求：

(1)導(dǎo)線cd離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的速度；
(2)從S接通到導(dǎo)線cd離開(kāi)導(dǎo)軌的這段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線的電量．
 

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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，兩平行的足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌與水平面成30°角。質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為r的兩個(gè)完全相同的金屬棒ab、cd放置在導(dǎo)軌上，恰好均處于靜止?fàn)顟B(tài)。整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直向上�，F(xiàn)用沿導(dǎo)軌向上的外力施與金屬棒ab上，使ab棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a。則（滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力近似相等）

⑴ 金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？
⑵ 要使金屬棒cd始終靜止在導(dǎo)軌上，金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度不能超過(guò)多少？
⑶ 在金屬棒ab由靜止到達(dá)（2）中速度的過(guò)程中外力和安培力做的總功是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

兩足夠長(zhǎng)且不計(jì)其電阻的光滑金屬軌道，如圖所示放置，間距為d=100cm，在左端斜軌道部分高h(yuǎn)=1.25m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿A．b電阻Ra=2Ω，Rb=5Ω，在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=2T�，F(xiàn)桿b以初速度v0=5m/s開(kāi)始向左滑動(dòng)，同時(shí)由靜止釋放桿a，桿a滑到水平軌道過(guò)程中，通過(guò)桿b的平均電流為0.3A；a下滑到水平軌道后，以a下滑到水平軌道時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，A．b運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示(a運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?，其中ma=2kg，mb=1kg，g=10m/s2，求
（1）桿a落到水平軌道瞬間桿a的速度v；
（2）桿a 在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖12－4－9所示，矩形線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為h，電阻為R，質(zhì)量為m，在空氣中豎直下落一段距離后（空氣阻力不計(jì)），進(jìn)入一寬度也為h、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為，線圈剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為，這一過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q，線圈克服磁場(chǎng)力做的功為，重力做的功為，線圈重力勢(shì)能的減少量為，則以下關(guān)系中正確的是（     ）
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一個(gè)邊長(zhǎng)L=0.5m的正方形金屬框abcd，質(zhì)量m=0.1kg，整個(gè)回路的電阻R=0.5，放在傾角為30°的光滑不導(dǎo)電的斜面上，斜面上有一段寬L=0.5m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=0.5T，方向垂直于斜面`向上，金屬框由靜止開(kāi)始下滑，沿斜面下滑了一段距離后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示，求：

(1)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)可能作什么運(yùn)動(dòng)?為什么?
(2)欲使線框勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，金屬框應(yīng)從何處下滑?(即=?)
(3)在(2)的情況下，金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生多少熱量?
 

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