如圖所示，金屬框架與水平面成30°角，勻強磁場的磁感強度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金屬棒長，重量為0.1N，可以在框架上無摩擦地滑動，棒與框架的總電阻為，運動時可認為不變，問：

(1)要棒以的速度沿斜面向上滑行，應在棒上加多大沿框架平面方向與導軌平行的外力？
(2)當棒運動到某位置時，外力突然消失，棒將如何運動？
(3)棒勻速運動時的速度多大？
(4)達最大速度時，電路的電功率多大？重力的功率多大？
（1）（2）先減速到零，后又反向加速，直至再次達到平衡時勻速運動（3）2.5m/s（4） 

試題分析：（1）金屬棒受力如圖所示，則有


其中


聯(lián)立以上各式并帶入數(shù)據(jù)解得
(2)撤去外力后，金屬棒先減速到零，后又反向加速，直至再次達到平衡時勻速運動。
（3）平衡時受力如圖所示，則有





聯(lián)立以上各式解得

(4)電路的電功率為
重力的功率為
點評：本題綜合性較強，結(jié)合安培力特點考查了物體的平衡，注意公式F=BIL的應用條件，以及公式中各個物理量的含義．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，由同種材料制成的單匝正方形閉合導線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場方向與線框平面垂直。已知磁場的磁感應強度為B，線框邊長為L，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框從磁場上方某高度處，由靜止開始下落，恰能勻速進入磁場區(qū)域。求：

（1）當ab邊剛進入磁場時，線框的速度大��；
（2）線框在進入磁場的過程中，通過導線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進入磁場過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架，MM′和NN′相互平行且足夠長，間距l(xiāng)=0.40m，質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，導體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中，磁感應強度B=0.50T。t=0時，垂直于導體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，導體棒ab從靜止開始運動；當t=t1時，金屬框架將要開始運動，此時導體棒的速度v1=6.0m/s；經(jīng)過一段時間，當t=t2時，導體棒ab的速度v2=12.0m/s；金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中，導體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導體棒ab的電阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余電阻不計。設框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）求動摩擦因數(shù)μ；
（2）當t=t2時，求金屬框架的加速度；
（3）若在0~t1這段時間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J，求該過程中導體棒ab位移x的 大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在一磁感應強度B="0.5" T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距L＝0.2 m平行金屬導軌。在兩根導軌的左端連接一阻值R＝0.4 Ω的電阻（其余部分電阻忽略不計），導軌上有一根長為L的金屬棒AB與導軌正交放置。當金屬棒以速度v＝4.0 m/s向右做勻速運動時，求

（1）金屬棒AB切割磁場運動產(chǎn)生的感應電動勢
（2）電阻R中電流強度的大小和方向（向上或向下）
（3）使金屬棒做勻速運動的外力F

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導軌，間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B按如圖規(guī)律變化。CF長為2m。在t=0時，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運動到EF位置，整個過程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω，求：

①通過小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

磁感強度是0.8T的勻強磁場中，有一根跟磁感線垂直、長0.2m的直導線，以4m/s的速度、在跟磁感線和直導線都垂直的方向上做切割磁感線的運動，則導線中產(chǎn)生的感應電動勢的大小等于                                                 (       )
A．0.04VB．0.64VC．1VD．16V

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導軌在勻強磁場中沿垂直磁場方向運動，到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦，則ab以后的運動情況可能是（     ）
A．減速運動到停止
B．來回往復運動
C．勻速運動
D．加速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，不計電阻的平行金屬導軌豎直放置，導軌間距為L＝1 m，上端接有電阻R＝3 Ω，虛線OO′下方是垂直于導軌平面的勻強磁場，現(xiàn)將質(zhì)量m＝0.1 kg、電阻r＝1 Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖象如圖乙所示(取g＝10 m/s2)．求：

(1)磁感應強度B的大�。�
(2)桿在磁場中下落0.1 s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以轉(zhuǎn)動的銅盤（不計各種摩擦），現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動．下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是：
A．銅盤中沒有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
B．銅盤中有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
C．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將很快停下
D．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將越轉(zhuǎn)越快

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