如圖所示，金屬棒ａ從高為ｈ處由靜止沿光滑的弧形導軌下滑進入光滑導軌的水平部分，導軌的水干部分處于豎直向下的勻強磁場中。在水平部分原先靜止有另一根金屬棒b，已知ma=2m，mｂ=m。整個水平導軌足夠長，并處于廣闊的勻強磁場中，假設(shè)金屬棒ａ始終沒跟金屬棒b相碰，重力加速度為ｇ。求：

(1)金屬棒ａ剛進入水平導軌時的速度；

(2)兩棒的最終速度；    。

(3)在上述整個過程中兩根金屬棒和導軌所組成的回路中消耗的電能。

（1）（2）（3）


解析:

（1）設(shè)金屬棒a剛進入水平導軌時的速度為v0，由機械能守恒定律得：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，，一寬度為L且足夠長的光滑“匚”形金屬導軌水平放置在勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向下，“匚”形金屬導軌上連接一阻值為R的電阻。一質(zhì)量為m長為L的導體棒，剛好橫跨在導軌上。現(xiàn)導體棒在水平恒力F作用下從靜止開始向右運動，當棒獲得某一最大速度時立即撤掉水平恒力F。設(shè)導體棒始終與導軌接觸并且不分離，導軌和金屬桿的電阻不計。

（1）求出棒的加速度a和速度ｖ的關(guān)系式，并分析棒的運動情況。

（2）當撤掉水平恒力F后，求系統(tǒng)產(chǎn)生的電能。

（3）在圖乙上畫出棒的a－ｖ圖線。（要求標上有關(guān)坐標）

Ｏ

Ｖ

ａ

　　　　 圖甲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 圖乙

　　　　　　　　　　　

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科目：高中物理 來源： 題型：

 如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距l(xiāng)m，導軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量為0.2kg、電阻為1Ω的金屬棒ab，以初速度v0從導軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行與導軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為ａ＝3m/s2、方向和初速度方向相反，在金屬棒運動過程中，電阻R消耗的最大功率為1.28W。設(shè)金屬棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。(g=10 m/s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)

求：

（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值

（2）金屬棒初速度v0的大小

（3）當金屬棒速度的大小為初速度一半時施加在金屬棒上外力Ｆ的大小和方向

（4）請畫出金屬棒在整個運動過程中外力Ｆ隨時間t變化所對應(yīng)的圖線

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2010年上海市閘北區(qū)高三下學期模擬考試 題型：計算題

 如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距l(xiāng)m，導軌平面與水平面成θ=37°角，上端連接阻值為R＝2Ω的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應(yīng)強度Ｂ＝0.4Ｔ。質(zhì)量為0.2kg、電阻為1Ω的金屬棒ab，以初速度v0從導軌底端向上滑行，金屬棒ab在安培力和一平行與導軌平面的外力Ｆ的共同作用下做勻變速直線運動，加速度大小為ａ＝3m/s2、方向和初速度方向相反，在金屬棒運動過程中，電阻R消耗的最大功率為1.28W。設(shè)金屬棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。(g=10 m/s2，sin37°＝0.6， cos37°＝0.8)

求：

（1）金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值

（2）金屬棒初速度v0的大小

（3）當金屬棒速度的大小為初速度一半時施加在金屬棒上外力Ｆ的大小和方向

（4）請畫出金屬棒在整個運動過程中外力Ｆ隨時間t變化所對應(yīng)的圖線

 

 

 

 

 

 

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