如圖甲所示，光滑平行導軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi)，導軌相距L=0.2m，導軌左端接有規(guī)格為“0.6V，0.6W”的小燈泡，磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒ab與導軌垂直并接觸良好，在水平拉力作用下沿導軌向右運動，此過程中小燈泡始終正常發(fā)光，已知導軌MN、PQ與導體棒的材料相同，每米長度的電阻r=0.5Ω，其余導線電阻不計，導體棒的質(zhì)量m=0.1kg，導體棒到左端MP的距離為x．

（1）求出導體棒ab的速度v與x的關(guān)系式；
（2）在圖乙所給坐標中準確畫出aMPba回路的電功率P與x的關(guān)系圖象（不必寫出分析過程，只根據(jù)所畫圖象給分）；
（3）求出導體棒從x1=0.1m處運動到x2=0.3m處的過程中水平拉力所做的功．
（1）導體棒接入電路的電阻R0=0.2×0.5Ω=0.1Ω
燈泡正常發(fā)光，由P=UI得電路中電流I=
P
U
=1A
燈泡電阻R燈=
U
I
=0.6Ω
ab切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=Blv
根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=
E
R0+R燈+2xr

綜合上述各式，代入數(shù)據(jù)后得v=（5x+3.5）m/s
（2）如圖所示：

（3）x1=0.1m時，速度v1=4m/s，x2=0.3m時，速度v2=5m/s
根據(jù)動能定理可得W拉+W安=
1
2
mv22-
1
2
mv12
其中安培力所做的功W安=-BIL△x
解得W拉=0.49J
答：（1）導體棒ab的速度v與x的關(guān)系式為v=（5x+3.5）m/s
（2）電功率P與x的關(guān)系圖象如圖所示：
（3）水平拉力所做的功為0.49J．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩足夠長的平行光滑金屬導軌傾斜放置，與水平面間的夾角為θ=37°，兩導軌之間距離為L=0.2m，導軌上端m、n之間通過導線連接，有理想邊界的勻強磁場垂直于導軌平面向上，虛線ef為磁場邊界，磁感應(yīng)強度為B=2.0T．一質(zhì)量為m=0.05kg的光滑金屬棒ab從距離磁場邊界0.75m處由靜止釋放，金屬棒接入兩軌道間的電阻r=0.4Ω，其余部分的電阻忽略不計，ab、ef均垂直導軌．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）ab棒最終在磁場中勻速運動時的速度；
（2）ab棒運動過程中的最大加速度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，通電導體棒ab質(zhì)量為m、長為L，水平地放置在傾角為θ的光滑斜面上，通以圖示方向的電流，電流強度為I，要求導體棒ab靜止在斜面上．求：
（1）若磁場方向豎直向上，則磁感應(yīng)強度B為多大？
（2）若要求磁感應(yīng)強度最小，則磁感應(yīng)強度的大小方向如何？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，在勻強磁場（B=0.4T）中，電阻為1.5Ω的金屬桿以速度v=5m/s勻速向右平移，R=3.5Ω，導軌間距L=0.2m且光滑并電阻不計，求：
（1）回路中的感應(yīng)電流是多少？
（2）電阻R兩端的電壓是多少伏？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上，在磁場中有一個總電阻為R、每邊長為L的正方形金屬框abcd，其中ab、cd邊質(zhì)量均為m，其它兩邊質(zhì)量不計，cd邊裝有固定的水平軸．現(xiàn)將金屬框從水平位置無初速釋放，如圖所示，若不計一切摩擦，金屬框經(jīng)時間t剛好到達豎直面位置a′b′cd．
（1）ab邊到達最低位置時感應(yīng)電流的方向；
（2）求在時間t內(nèi)流過金屬框的電荷量；
（3）若在時間t內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求ab邊在最低位置時受的磁場力多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面成θ=30°角放置，一個磁感應(yīng)強度B=1.00T的勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌上端M與P間連接阻值為R=0.30Ω的電阻，長L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時間的關(guān)系如下表所示，導軌電阻不計，g=10m/s2
時間t（s）00.100.200.300.400.500.600.70
下滑距離x（m）00.020.080.170.270.370.470.57
求：（1）在0.4s時間內(nèi)，通過金屬棒ab截面的電荷量
（2）金屬棒的質(zhì)量
（3）在0.7s時間內(nèi)，整個回路產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，甲中有兩條不平行軌道而乙中的兩條軌道是平行的，其余物理條件都相同．金屬棒MN都正在軌道上向右勻速平動，在棒運動的過程中，將觀察到（　�。�
A．L1，L2小電珠都發(fā)光，只是亮度不同
B．Ll，L2都不發(fā)光
C．L2發(fā)光，Ll不發(fā)光
D．Ll發(fā)光，L2不發(fā)光

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，將邊長為l、總電阻為R的正方形閉合線圈，從磁感強度為B的勻強磁場中以速度v勻速拉出（磁場方向，垂直線圈平面）
（1）所用拉力F=______．　
（2）拉力F的功率PF=______．
（3）線圈放出的熱量Q=______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，質(zhì)量為m，邊長為L的正方形線框，在有界勻強磁場上方h高處由靜止自由下落，線框的總電阻為R，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場寬度為2L．線框下落過程中，ab邊始終與磁場邊界平行且處于水平方向．已知ab邊剛穿出磁場時線框恰好做勻速運動．求：
（1）cd邊剛進入磁場時線框的速度；?
（2）線框穿過磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱．

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