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如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角θ，導軌間距L，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直斜面向上。將甲乙兩個電阻相同、質量均為m的相同金屬桿如圖放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距L。從靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿始終沿導軌向下做勻加速直線運動，加速度大小為gsinθ，乙金屬桿剛進入磁場時作勻速運動。

（1）求金屬桿乙剛進入磁場時的速度.

（2）自剛釋放時開始計時，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關系，并說明F的方向.

（3）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功.

 

 

解（1）因為甲、乙加速度相同，所以，當乙進入磁場時，甲剛出磁場

乙進入磁場時的速度                 

（2）乙離開磁場時做勻速運動，對乙有                 

              

   　甲在磁場中運動時，外力F始終等于安培力

            

解得： ，方向沿導軌向下。（3分）

（3）乙進入磁場前，甲、乙發(fā)出相同熱量，設均為Q1，則有            （2分）

       又   F=F安                               

       得F對甲做的功WF =Fl=2Q1                       （2分）

       甲出磁場以后，外力F為零。

乙在磁場中，甲、乙發(fā)出相同熱量，設均為Q2，則有

                                （2分）

   又                      （2分）

          Q=Q1+Q2                                           （1分）

      解得： WF =2Q - mglsinθ  

解析:略

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角θ，導軌間距l(xiāng)，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直斜面向上．將甲乙兩電阻阻值相同、質量均為m的相同金屬桿如圖放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距 l．靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導軌向下的勻加速直線運動，加速度大小gsinθ．
1）乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R各為多少？
2）以剛釋放時t=0，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關系，并說明F的方向．
3）乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？
4）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?邯鄲一模）如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角為θ，導軌間距為l，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上．如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質量均為m的相同金屬桿放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距l(xiāng)．從靜止釋放兩金屬桿的同時，在金屬桿甲上施加一個沿著導軌的外力，使甲金屬桿在運動過程中始終沿導軌向下做勻加速直線運動，且加速度大小以a=gsinθ，乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動．
（1）求每根金屬桿的電阻R為多少？
（2）從剛釋放金屬桿時開始計時，寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F隨時間t的變化關系式，并說明F的方向．
（3）若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角θ=30°，導軌間距l(xiāng)，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度為B=0.2T，方向垂直斜面向上．將甲乙兩電阻阻值相同、質量均為m=0.02kg的相同金屬桿如圖放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距也為l，其中l(wèi)=0.4m．靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導軌向下的勻加速直線運動，加速度大小5m/s2．（取g=10m/s2）
（1）乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R為多少？
（2）以剛釋放時t=0，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關系，并說明F的方向．
（3）乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？
（4）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產生熱量Q=
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J，試求此過程中外力F對甲做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（18分）如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角為θ，導軌間距為l，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上。如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質量均為m的相同金屬桿放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距 l。從靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力，使甲金屬桿在運動過程中始終沿導軌向下做勻加速直線運動，且加速度大小a=gsinθ，乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動。

（1）求每根金屬桿的電阻R為多少？

（2）設剛釋放金屬桿時開始計時，寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F

隨時間t的變化關系式，并說明F的方向。

（3）若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產生熱量Q，試求此過程中

外力F對甲做的功。

 

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科目：高中物理 來源：2010年湖南省六校高三第二次聯(lián)考（理綜）物理部分 題型：計算題

（18分）如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角為θ，導軌間距為l，所在平面的正方形區(qū)域abcd內存在有界勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上。如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質量均為m的相同金屬桿放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距 l。從靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力，使甲金屬桿在運動過程中始終沿導軌向下做勻加速直線運動，且加速度大小a=gsinθ，乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動。
（1）求每根金屬桿的電阻R為多少？
（2）設剛釋放金屬桿時開始計時，寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F
隨時間t的變化關系式，并說明F的方向。
（3）若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產生熱量Q，試求此過程中
外力F對甲做的功。

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