如圖所示，一光滑的導(dǎo)軌寬為L，放置于豎直平面內(nèi)，下端接有一電阻R，質(zhì)量為m的金屬棒ab沿導(dǎo)軌并保持水平自由下落，進入高為h、磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域。設(shè)金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，并且ab棒穿出磁場時的速度為進入磁場時速度的1/4。已知ab棒最初距磁場上邊界的距離為4h，棒及導(dǎo)軌電阻忽略不計，求：
（1）金屬棒ab剛進入磁場時所受安培力大小和方向
（2）在金屬棒下落過程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q

解：（1）設(shè)金屬棒剛進入磁場時速度為υ，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，感應(yīng)電流為I. 則 mg.4h=mυ2/2 E=BLυ I=E/R 故安培力 F=BIL= 方向為豎直向上 （2）設(shè)金屬棒進入磁場后克服安培力做的功為WF，在金屬棒由靜止釋放至離開磁場過程中，由動能定理得 mg.5h - WF = 又 Q= WF 解得 Q=19mgh/4
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：名師伴讀·高中物理·二年級下 題型：038

如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌(電阻不計)平行置在勻強磁場中，兩導(dǎo)軌間距0.4m，兩端各接一個電阻組成閉合回路，已知=8Ω,=2Ω．磁感應(yīng)強度B=2T，方向與導(dǎo)軌平面垂直向上，導(dǎo)軌上有一根電阻不計的直導(dǎo)電桿ab，當(dāng)桿ab以5m/s的速度向左勻速滑動時，求：

(1)ab桿上感應(yīng)電動勢的大小和方向；

(2)通過桿ab的電流的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，為相距的光滑固定平行金屬導(dǎo)軌，為電阻等于的金屬棒，且可以緊貼平行軌道運動，相距為的水平放置的金屬板A與B與導(dǎo)軌相連，間連接一阻值為的定值電阻，導(dǎo)軌的電阻忽略不

計，整個裝置處于方向垂直向里的勻強磁場

中，當(dāng)桿始終與導(dǎo)軌保持接觸良好、沿導(dǎo)

軌向右勻速運動時，一帶電微粒剛好能在

板間以與桿相同的速率在豎直平面內(nèi)做半

徑為的勻速圓周運動，試求：

    (1)金屬桿向右勻速運動的速度大小．

    (2)若勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則為使做上述運動，作用在桿上的水平拉力的功率為

多大．

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科目：高中物理 來源：模擬題 題型：計算題

如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，電阻忽略不計且足夠長，導(dǎo) 軌平面的傾角為α，斜面上相隔為d的平行虛線MN與PQ間有磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，方向與導(dǎo)軌平面垂直，另有一長為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長為d（d< L）的正方形單匝線框連在一起組成一固定的裝置，總質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒中通過大小恒為I的電流。將整個裝置置于導(dǎo)軌上，線框下邊與PQ重合，釋放后裝置沿斜面開始下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運動到MN處恰好第一次開始返回，經(jīng)過若干次往返后，最終整個裝置在斜面上做恒定周期的往復(fù)運動，導(dǎo)體棒在整個運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。求：
（1）在裝置第一次下滑的過程中，線框中產(chǎn)生的熱量Q；
（2）畫出整個裝置在第一次下滑過程中的速度一時間（v-t ）圖像；
（3）裝置最終在斜面上做往復(fù)運動的最大速率vm；
（4）裝置最終在斜面上做往復(fù)運動的周期T。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌P,Q相距L=0.5m,足夠長，導(dǎo)軌平面與水平 面的夾角θ=30°，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m0=0.2kg，垂直放在導(dǎo)軌P,Q上。勻強磁場磁感應(yīng) 強度B=1T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。導(dǎo)軌P、Q與導(dǎo)體棒ab、電阻R1電阻 R2組成閉合回路。水平放置的平行金屬板M、N接在R2兩端，M、N之間的電場可視為勻強電場。R1=1Ω,R2=1.5Ω,不計導(dǎo)軌和導(dǎo) 體棒電阻，重力加速度g=10m/s2。

(1)  當(dāng)從靜止釋放導(dǎo)體棒,求導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時速度v的大小？

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，一荷質(zhì)比為4x106CVkg的帶正電微粒以初速度V0從M、N的正中間水平向右射入,打在極板上的速度與水平方向成60°角，不計微粒重力，求v0的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌P,Q相距L=0.5m,足夠長，導(dǎo)軌平面與水平 面的夾角θ=30°，導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m0=0.2kg，垂直放在導(dǎo)軌P,Q上。勻強磁場磁感應(yīng) 強度B=1T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。導(dǎo)軌P、Q與導(dǎo)體棒ab、電阻R1電阻 R2組成閉合回路。水平放置的平行金屬板M、N接在R2兩端，M、N之間的電場可視為勻強電場。R1=1Ω,R2=1.5Ω,不計導(dǎo)軌和導(dǎo) 體棒電阻，重力加速度g=10m/s2。

(1)  當(dāng)從靜止釋放導(dǎo)體棒,求導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時速度v的大��？

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，一荷質(zhì)比為4x106CVkg的帶正電微粒以初速度V0從M、N的正中間水平向右射入,打在極板上的速度與水平方向成60°角，不計微粒重力，求v0的大�。�

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