（10分）如圖所示,寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置,左端接有R=0.8Ω的電阻R,框架處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1T,框架導軌上放置一根質(zhì)量m=0.2Kg、電阻r=0.2Ω的金屬金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為＝0.5，現(xiàn)用一恒力F=3N的力使棒從靜止開始沿導軌運動（棒始終與導軌接觸良好且垂直），經(jīng)過一段時間棒獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過棒的電量q=2.8C（框架電阻不計，g=10m/s2）問：

（1）棒ab達到的穩(wěn)定速度是多大？
（2）從開始到速度穩(wěn)定時，電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？
（1）2m/s；（2）2.88J；

試題分析：(1)金屬棒運動時切割產(chǎn)生的電動勢E=BLv,  電路中電流
由牛頓第二定律得:F-BIL-mg=ma
當a=0時速度最大,代入數(shù)據(jù)解得:最大速度v=2m/s              (5分)
(2)設從開始運動到速度最大金屬棒運動的距離為x,由動能定理得:

電阻R產(chǎn)生的熱量Q1=
   解得:Q="2.88J" (5分)
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上，鐵芯上套著一個鋁環(huán)，線圈與電源、電鍵相連，如圖所示．線圈上端與電源正極相連，閉合電鍵的瞬間，鋁環(huán)向上跳起，之后保持電鍵閉合，則(    )
A．鋁環(huán)不斷升高
B．鋁環(huán)停留在某一高度
C．鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落
D．如果電源的正、負極對調(diào)，觀察到的現(xiàn)象不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平面上固定有平行導軌，磁感應強度為B的勻強磁場方向豎直向下．同種合金做的導體棒ab、cd橫截面積之比為2：1，長度和導軌的寬均為L，ab的質(zhì)量為m，電阻為r，開始時ab、cd都垂直于導軌靜止，不計摩擦．給ab一個向右的瞬時沖量I，在以后的運動中，cd的最大速度Vm、最大加速度am、產(chǎn)生的電熱各是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，電阻不計的足夠長的平行光滑金屬導軌PX、QY相距L=0.5m，底端連接電阻R=2Ω，導軌平面傾斜角θ=30°,勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應強度B=1T。質(zhì)量m=40g、電阻R=0.5Ω的金屬棒MN放在導軌上，金屬棒通過絕緣細線在電動機牽引下從靜止開始運動，經(jīng)過時間t1=2s通過距離x=1.5m，速度達到最大，這個過程中電壓表示數(shù)U0=8.0V，電流表實數(shù)I0=0.6A，示數(shù)穩(wěn)定，運動過程中金屬棒始終與導軌垂直，細線始終與導軌平行且在同一平面內(nèi)，電動機線圈內(nèi)阻r0=0.5Ω，g=10m/s2.。求：
         
（1）細線對金屬棒拉力的功率P多大？
（2）從靜止開始運動的t1=2s時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR是多大？
（3）用外力F代替電動機沿細線方向拉金屬棒MN，使金屬棒保持靜止狀態(tài)，金屬棒到導軌下端距離為d=1m。若磁場按照右圖規(guī)律變化，外力F隨著時間t的變化關系式？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，邊長為2L的正方形虛線框內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．一個邊長為L粗細均勻的正方形導線框abcd，其所在平面與磁場方向垂直，導線框的對角線與虛線框的對角線在一條直線上，導線框各邊的電阻大小均為R．在導線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向進入磁場，到整個導線框離開磁場區(qū)域的過程中，下列說法正確的是

A．導線框進入磁場區(qū)域時產(chǎn)生逆時針方向的感應電流
B．導線框中有感應電流的時間為
C．導線框的bd對角線有一半進入磁場時，整個導線框所受安培力大小為 
D．導線框的bd對角線有一半進入磁場時，導線框a、c兩點間的電壓為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（15分）如圖所示，在水平面內(nèi)固定一光滑“U”型導軌，導軌間距L=1m，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.5T．一導體棒以v0=2m/s的速度向右切割勻強磁場，導體棒在回路中的電阻r=0.3Ω，定值電阻R=0.2Ω，其余電阻忽略不計．求：

（1）回路中產(chǎn)生的感應電動勢；
（2）R上消耗的電功率；
（3）若在導體棒上施加一外力F，使導體棒保持勻速直線運動，求力F的大小和方向．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg．電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，導體棒在勻強磁場中做切割磁感線運動，下列說法正確的是
A．導體做切割磁感線運動產(chǎn)生動生電動勢
B．導體棒中的自由電荷因受洛倫茲力而定向移動
C．導體棒中的自由電荷因受感生電場作用而定向移動
D．導體棒中的自由電荷熱運動的速度為Ｖ０

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合; 磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應強度大小為B0．使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉動半周，在線框中產(chǎn)生感應電流�，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉動半周過程中同樣大小的電流，磁感應強度隨時間的變化率的大小應為（     ）
A．B．C．D．

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