如圖所示，間距的足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面成角放置，導軌電阻不計，導軌上端連有的電阻，磁感應強度為的勻強磁場垂直導軌平面向上，時刻有一質量，電阻的金屬棒，以的初速度從導軌上某一位置開始沿導軌向上滑行，金屬棒垂直導軌且與導軌接觸良好，與此同時對金屬棒施加一個沿斜面向上且垂直于金屬棒的外力，使金屬棒做加速度大小為的勻減速直線運動，則：

（1）時，外力的大小？
（2）若已知金屬棒運動從開始運動到最高點的過程中，電阻上產(chǎn)生的熱量為，求此過程中外力做的功？
（3）到最高點后，撤去外力，經(jīng)過足夠長時間后，最終電阻上消耗的功率是多少？
（1）  （2）  （3）
（1），其中，得；
如圖受力分析，有，
其中，，
解得：
（2）到最高點位移:,
由動能定理得：，
其中，
解得：
（3）如圖，最后穩(wěn)定時導體棒速度滿足:，
解得：
 
    

本題考查電磁感應與牛頓運動定律和能量的結合，根據(jù)導體棒做勻加速運動，求出末速度，求出安培力，在下落過程中根據(jù)動能定理求出拉力做功
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動，現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中。設小球電荷量不變，在小球由靜止下滑的過程中       (　 　)  
                                                 
A．小球加速度一直增大
B．小球速度一直增大，直到最后勻速
C．桿對小球的彈力一直減小
D．小球所受洛倫茲力一直增大，直到最后不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(14分)如圖12所示，勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的，且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內豎直向下，而磁場方向垂直于紙面向里，一帶正電的粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場，從A點出電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏轉位移為電場寬度的一半，當粒子從磁場右邊界上C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方向一致，已知d、v0(帶電粒子重力不計)，求：

(1)粒子從C點穿出磁場時的速度大小v；
(2)電場強度E和磁感應強度B的比值.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

不計重力的負粒子能夠在圖所示的正交勻強電場和勻強磁場中勻速直線穿過．設產(chǎn)生勻強電場的兩極板間電壓為U，距離為d，勻強磁場的磁感應強度為B，粒子電荷量為q，進入速度為v，以下說法正確的是
(　　)
A．若同時增大U和B，其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過
B．若同時減小d和增大v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過
C．若粒子向下偏能夠飛出極板間，則粒子動能一定減小
D．若粒子向下偏能夠飛出極板間，則粒子的動能有可能不變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（2011·廣東理綜·T35）如圖19（a）所示，在以O為圓心，內外半徑分別為和的圓環(huán)區(qū)域內，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強磁場，內外圓間的電勢差U為常量，,一電荷量為+q，質量為m的粒子從內圓上的A點進入該區(qū)域，不計重力。
（1）已知粒子從外圓上以速度射出，求粒子在A點的初速度的大小
（2）若撤去電場，如圖19（b）,已知粒子從OA延長線與外圓的交點C以速度射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應強度的大小及粒子在磁場中運動的時間
（3）在圖19（b）中，若粒子從A點進入磁場，速度大小為，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應強度應小于多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，邊長為L的正方形金屬框，質量為m，電阻為R，用細線把它懸掛于一個有界的勻強磁場邊緣，金屬框的上半部處于磁場內，下半部處于磁場外．磁場隨時間變化規(guī)律為B＝kt(k>0)，已知細線所能承受的最大拉力為2mg，求：

（1）回路中的感應電流大小及方向
（2）從t＝0開始，經(jīng)多長時間細線會被拉斷

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，一足夠長阻值不計的光滑平行金屬導軌MN、PQ之間的距離L＝1.0m，NQ兩端連接阻值R＝3.0Ω的電阻，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面向上，導軌平面與水平面間的夾角θ＝300。一質量m=0.20kg，阻值r=0.50Ω的金屬棒垂直于導軌放置并用絕緣細線通過光滑的定滑輪與質量M=0.60kg的重物相連。細線與金屬導軌平行。金屬棒沿導軌向上滑行的速度v與時間t之間的關系如圖乙所示，已知金屬棒在0~0.3s內通過的電量是0.3~0.6s內通過電量的1/3，g=10m/s2，求：

（1）金屬棒的最大加速度
（2）磁感應強度的大小
（3）0~0.3s內棒通過的位移;
(4) 金屬棒在0~0.6s內產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在正交坐標系的空間中，同時存在勻強電場和勻強磁場（x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上）。勻強磁場的方向與平面平行，且與x軸的夾角為60°。一質量為m、電荷量為+q的帶電質點從y軸上的點沿平行于z軸方向以速度射入場區(qū)，重力加速度為g。
（1）若B的大小不變，要使質點恰好做勻速圓周運動，求電場強度E的大小及方向；
（2）若B的大小可以改變，要使質點沿方向做勻速直線運動，求電場強度E的最小值及方向；
（3）撤去磁場，而電場強度E仍為第（2）問所求的情況, 當帶電質點從P點射入，求它運動到平面時的位置坐標。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質子，質子的運動軌跡均在紙面內.當質子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質子的電荷量為e，質量為m，質子在磁場中的偏轉半徑也為r，不計重力,求：
（1）質子進入磁場時的速度大小;
（2）若質子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?
（3）若質子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質子打到M板時距坐標原點O的距離。

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