如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置，間距為L(zhǎng)，與水平面成θ角，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，且R1=R2=R，R1支路串聯(lián)開關(guān)S，原來S閉合，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面斜向上。有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置，接觸面粗糙且始終接觸良好，導(dǎo)體棒的有效電阻也為R�，F(xiàn)讓導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為v，此時(shí)整個(gè)電路消耗的電功率為重力功率的。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。試求：

（1）在上述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體棒中的電流I以及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）當(dāng)斷開開關(guān)S后，導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速率v′是v的多少倍?

解：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒以速率v勻速下滑時(shí)

電路中的總電阻R總=  ①

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv  ②

導(dǎo)體棒中的電流I=  ③

總電功率P電=I2R總  ④

重力功率P重=mgv·sinθ  ⑤

根據(jù)題意有P電=  ⑥

由①②③④⑤⑥解得I=  ⑦

B=。  ⑧

（2）由S斷開前的情況可知=mgvcosθ  ⑨

S斷開后，當(dāng)導(dǎo)體棒以速率v′勻速下滑時(shí)

總電阻R總′=2R  ⑩

導(dǎo)體棒中的電流I′=   

由導(dǎo)體棒受力平衡有mgsinθ=μmgcosθ+BI′L   

由⑧⑨⑩求得。   


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值為1Ω的電阻R，導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T．兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒a6用一根細(xì)繩懸掛，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N．現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J，g取10m/s2，求：
（1）此過程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd；
（2）細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒的速度；
（3）細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度．
（4）cd棒從靜止開始落下直至細(xì)繩剛好被拉斷所經(jīng)過的時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑水平面右端與平板車D的上表面平齊，D的質(zhì)量為M=3．0 kg，車長(zhǎng)L=1．08 m，滑塊A、B、C置于光滑水平面上，它們的質(zhì)量。開始時(shí)滑塊B、C之間用細(xì)繩相連，其間有一被壓縮的輕彈簧(彈簧與兩滑塊不相連)，B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)。滑塊A以初速度沿B、C連線方向向B運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時(shí)間極短，可認(rèn)為A與B碰撞過程中滑塊C的速度仍為零。因碰撞，使連接B、C的細(xì)繩受擾動(dòng)而突然斷開，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，使C與A、B分離，滑塊C脫離彈簧后以速度滑上平板車。已知滑塊C與平板車的動(dòng)摩擦因數(shù) (重力加速度g取10 m／s2)w.w.^w.k.s.5*u.c.#o@m

    (1)求滑塊C在平板車上滑行的距離為多少?w.w.^w.k.s.5*u.c.#o@m

    (2)求滑塊B、C用細(xì)繩相連時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep為多少?

(3)若只改變輕彈簧的形變量，其它條件都不變，要使滑塊C從平板車上滑出，彈簧的彈性勢(shì)能至少為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值為1Ω的電阻R，導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒ab用一根細(xì)繩懸掛，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N，現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J，g=10/s2。求：

（1）此過程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd。

（2）細(xì)繩被拉斷時(shí)，cd棒的速度。

（3）細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5 m豎直平行放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值為1 Ω的電阻R，導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8 T.兩根質(zhì)量均為0.04 kg、電阻均為0.5 Ω的水平金屬棒ab和cd都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒ab用一根細(xì)繩懸掛，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64 N，現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2 J，g取10 m/s2.求：

(1)此過程中ab棒和cd棒上分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd.

(2)細(xì)繩被拉斷時(shí)，cd棒的速度v.

(3)細(xì)繩剛要被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度h.

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科目：高中物理 來源：2011年江蘇省四星級(jí)重點(diǎn)中學(xué)高考物理模擬試卷（五）（解析版） 題型：解答題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的兩根光滑導(dǎo)軌相距0.5m豎直平行放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，下端連接阻值為1Ω的電阻R，導(dǎo)軌處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T．兩根質(zhì)量均為0.04kg、電阻均為0.5Ω的水平金屬棒ab、cd都與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒a6用一根細(xì)繩懸掛，細(xì)繩允許承受的最大拉力為0.64N．現(xiàn)讓cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛好被拉斷，在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.2J，g取10m/s2，求：
（1）此過程中ab棒和cd棒分別產(chǎn)生的熱量Qab和Qcd；
（2）細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒的速度；
（3）細(xì)繩剛被拉斷時(shí)，cd棒下落的高度．
（4）cd棒從靜止開始落下直至細(xì)繩剛好被拉斷所經(jīng)過的時(shí)間．

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