如圖所示，光滑金屬導(dǎo)體ab和cd水平固定，相交于O點(diǎn)并接觸良好，∠aOc=60°．一根輕彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ef，ef與ab和cd接觸良好．彈簧的軸線與∠bOd平分線重合．虛線MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線，距O點(diǎn)距離為L(zhǎng)．a(chǎn)b、cd、ef單位長(zhǎng)度的電阻均為r．現(xiàn)將彈簧壓縮，t = 0時(shí)，使ef從距磁場(chǎng)邊界處由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)后剛好做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ef到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，彈簧剛好恢復(fù)原長(zhǎng)，并與導(dǎo)體棒ef分離．已知彈簧形變量為x時(shí)，彈性勢(shì)能為，k為彈簧的勁度系數(shù)．不計(jì)感應(yīng)電流之間的相互作用．

（1）求導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v0和彈簧的勁度系數(shù)k

（2）求導(dǎo)體棒最終停止位置距O點(diǎn)的距離

（1）（2）


解析:

（1）由能量守恒，得：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2003?上海）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中
粗線表法），R1=4Ω、R2=8Ω（導(dǎo)軌其它部分電阻不計(jì)）．導(dǎo)軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(
π3
x)（單位：m）．磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面．一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)思接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的最大功率；
（3）在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，AOC是光滑的直角金屬導(dǎo)，AO沿豎直方向，ab是一根金屬直棒，如圖立在導(dǎo)軌上（開(kāi)始時(shí)b離O點(diǎn)很近）．它從靜止開(kāi)始在 重力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中a端始終在AO上，b端始終在OC上，直到ab完全落在OC上，整個(gè)裝置放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則ab棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，傾角為θ=30°，寬度為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)的U型平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T且范圍充分大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上，現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌、功率恒為6W的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1Ω的導(dǎo)棒ab由靜止沿導(dǎo)軌向上移動(dòng)（ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好且垂直）．當(dāng)金屬導(dǎo)棒ab移動(dòng)s=2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度．在此過(guò)程中金屬導(dǎo)棒產(chǎn)生的熱量為Q=5.8J（不計(jì)導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2）．
問(wèn)：（1）導(dǎo)棒達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？
（2）導(dǎo)棒從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)所需時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?資陽(yáng)三模）如圖所示，兩根正對(duì)的距離為L(zhǎng)=1m的平行金屬直物直MN、M’、N'位于同一水平面上，兩端M、M’之間接一阻值為R=4Ω的定值電阻，NN’端與兩條位于豎直平面內(nèi)的半徑均為Ro=0.4m的半圓形光滑金屬習(xí)口直NP，N'P’平滑連接直軌道的右側(cè)處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為s=0.5m，且其右邊界與NN’重合．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=lkg，電阻為r=1Ω的一導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界也為s處．在與桿垂直的，水平向右且大小為38N的恒力F作用下ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)右邊界時(shí)撤去F，結(jié)果導(dǎo)休桿ab恰好能以最小的速度通過(guò)半圓形習(xí)U首的最高點(diǎn)PP'．已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與輛連接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=02，軌道的電阻可忽略不計(jì)，重力加速度g取l Om/s2，求：
（1）ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)桿中電流的大小和方向；
（2）ab穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)ab桿的電量；
（3）ab穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，ab桿損失的機(jī)械能和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，光滑的水平金屬框架固定在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，框架左端連接一個(gè)R＝0.4W的電阻，框架上面置一電阻r＝0.1W的金屬導(dǎo)體ab，金屬導(dǎo)體長(zhǎng)為0.5 m．兩端恰與框架接觸，且接觸良好．金屬導(dǎo)體在F＝0.4N的水平恒力作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，電阻R上消耗的最大電功率為P＝0.4W．設(shè)水平金屬框架足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)．

　�。�1）試判斷金屬導(dǎo)體a、b兩端電勢(shì)高低．
　�。�2）金屬導(dǎo)體ab的最大速度．
　�。�3）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

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