在圖中，MON是光滑的裸導(dǎo)線圍成的線框，∠MON=60°，線框處在水平面內(nèi)且置于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，裸導(dǎo)線ab與線框良好接觸，接觸點(diǎn)a、b與線框頂點(diǎn)O構(gòu)成等邊三角形，裸導(dǎo)線ab能在彈簧S的作用下沿線框勻速向左移動，運(yùn)動到頂點(diǎn)O以后繼續(xù)在光滑絕緣導(dǎo)軌上向左運(yùn)動（絕緣導(dǎo)軌與光滑的裸導(dǎo)線圍成的線框在同一水平面內(nèi)，且光滑連接）；已知彈簧的平衡位置在O點(diǎn)，導(dǎo)線的初始位置處在彈簧的彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，導(dǎo)線MON與ab單位長度的電阻均為r，裸導(dǎo)線ab的質(zhì)量為m.

（1）求ab向左做勻速運(yùn)動的速度v.

（2）從裸導(dǎo)線ab第一次運(yùn)動到頂點(diǎn)O

開始計(jì)算，直到裸導(dǎo)線靜止，電路中所

產(chǎn)生的焦耳熱Q是多少?

（1）      （2）  

   


解析:

（1）當(dāng)裸導(dǎo)線向左運(yùn)動到離O點(diǎn)的距離為x， 裸導(dǎo)線中有電流的長度為y，則回路的電動勢為:       （2分）

設(shè)回路的周長為L，則回路的總電阻為     （2分）

根據(jù)歐姆定律可得回路中的電流為:      （2分）

根據(jù)平衡條件得:                （2分）

根據(jù)幾何知識求得:，           （4分）

由以上方程解得:            （2分）

   （2）最終裸導(dǎo)線只能靜止在O點(diǎn)，所以裸導(dǎo)線的動能將全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱.   （2分）

即    （3分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲，兩光滑的平行導(dǎo)軌MON與PO’Q，其中ON、O’Q部分是水平的，傾斜部分與水平部分用光滑圓弧連接，QN兩點(diǎn)間連電阻R，導(dǎo)軌間距為L．水平導(dǎo)軌處有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ（分別是cdef和ghjk虛線包圍區(qū)），磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面豎直向上，Ⅱ區(qū)是磁感強(qiáng)度B0的恒定磁場，Ⅰ區(qū)磁場的寬度為x0，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化．一質(zhì)量為m，電阻為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置在磁場區(qū)中央位置，t=0時(shí)刻Ⅰ區(qū)磁場的磁感強(qiáng)度從B1大小開始均勻減小至零，變化如圖乙所示，導(dǎo)體棒在磁場力的作用下運(yùn)動的v-t圖象如圖丙所示．
（1）求出t=0時(shí)刻導(dǎo)體棒運(yùn)動的加速度a；
（2）求導(dǎo)體棒穿過Ⅰ區(qū)磁場的過程中安培力所做的功和ab棒離開Ⅰ區(qū)磁場后直到最終停止的過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量．
（3）根據(jù)導(dǎo)體棒運(yùn)動圖象，求棒的最終位置和在0-t2時(shí)間內(nèi)通過棒的電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?浙江模擬）如圖1所示，水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布，方向垂直于水平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變化，與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如圖2所示，圖線是雙曲線（坐標(biāo)軸是漸進(jìn)線）；頂角θ=45°的光滑金屬長導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，ON與x軸重合，一根與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．已知t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處；導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=2kg；OM、ON接觸處O點(diǎn)的接觸電阻為R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)；回路電動勢E與時(shí)間t的關(guān)系如圖3所示，圖線是過原點(diǎn)的直線．求：
（1）t=2s時(shí)流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I2的大��；
（2）1～2s時(shí)間內(nèi)回路中流過的電量q的大�。�
（3）導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F（單位：N）與橫坐標(biāo)x（單位：m）的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在水平光滑的絕緣桌面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，在虛線MON兩側(cè)區(qū)域分別稱為區(qū)域一和區(qū)域二，其中一個(gè)區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場，另一個(gè)區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直桌面的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球P從坐標(biāo)為（-L，0）的A點(diǎn)處由靜止釋放后，沿x軸運(yùn)動至坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，與另一與P球完全相同但不帶電的靜止小球Q發(fā)生碰撞并粘在一起，此后沿x軸正方向第一次經(jīng)y軸進(jìn)入?yún)^(qū)域二，經(jīng)過一段時(shí)間，從坐標(biāo)（-L，L）的C點(diǎn)回到區(qū)域一．若整個(gè)過程中，小球P帶電量保持不變且P、Q兩球可視為質(zhì)點(diǎn)．
（1）指出哪個(gè)區(qū)域是電場、哪個(gè)區(qū)域是磁場以及電場和磁場的方向；
（2）求電場強(qiáng)度的大��；
（3）求小球P、Q第三次經(jīng)過y軸的位置．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，頂角θ=45°的光滑金屬導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力F作用下以恒定速度υ沿導(dǎo)軌MON向右滑動，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為r．導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)為a和b．在滑動過程中，導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌良好接觸．t=0時(shí)，導(dǎo)體棒位于頂角O處，則水平外力F隨時(shí)間的關(guān)系可能是圖（乙）中的（　�。�
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