如圖所示，一對(duì)平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的電阻，一質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻忽略不計(jì)的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)（棒MN在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸），當(dāng)電阻R產(chǎn)生熱量Q =" 5.8" J時(shí)獲得穩(wěn)定速度，此過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量q =" 2.8" C（g取10m/s2），求：

(1)棒MN達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？
(2)棒MN從靜止開(kāi)始到穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？
（1）2m/s（2）1.5s

試題分析：（1）當(dāng)安培力和拉力F,摩擦力相平時(shí)，物體速度達(dá)到平衡，，，故,即
又知道
聯(lián)立解得穩(wěn)定時(shí)，
（2）通過(guò)R的電路為：,，解得此時(shí)桿向前滑動(dòng)的距離，克服摩擦力做功為，此時(shí)動(dòng)能增加量為：故拉力做功為
所以拉力做功為，解得
點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，是一道電磁感應(yīng)與電路、運(yùn)動(dòng)學(xué)相結(jié)合的綜合題，分析清楚棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、做功情況是正確解題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置。今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其通過(guò)位置a、b時(shí)，速率分別為va、vb，到位置c時(shí)棒剛好靜止，設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì)，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個(gè)過(guò)程中(    )
A．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等
B．棒運(yùn)動(dòng)的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通過(guò)棒橫截面的電量相等

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，平行導(dǎo)軌a、b和平行導(dǎo)軌c、d在同一平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌分別和兩線圈相連接，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直兩導(dǎo)軌所在的平面.金屬棒L1和L2可在兩導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，棒L2原來(lái)靜止，用外力使L1向左運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（    ）
A．當(dāng)L1向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2將向左運(yùn)動(dòng)
B．當(dāng)L1向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2將向右運(yùn)動(dòng)
C．當(dāng)L1向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2將向左運(yùn)動(dòng)
D．當(dāng)L1向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，L2將向右運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長(zhǎng)，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)達(dá)到最大值vm，則      (       )
A．如果B增大，vm將變大
B．如果α增大，vm將變大
C．如果R增大，vm將變大
D．如果m減小，vm將變大

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一足夠長(zhǎng)的U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng).桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)．開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則
A．ef將向右勻減速運(yùn)動(dòng)
B．ef運(yùn)動(dòng)的加速度越來(lái)越小
C．R的熱功率均勻減小
D．ef減少的動(dòng)能等于R產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是水平放置的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時(shí)刻開(kāi)始，對(duì)ab施加一個(gè)大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時(shí)間圖像，其中AO是圖像在O點(diǎn)的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計(jì).

(1) 求R的阻值.
(2) 當(dāng)棒的位移為100m時(shí)，其速度已經(jīng)達(dá)到了最大速度10m/s，求在此過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為。一個(gè)質(zhì)量為、邊長(zhǎng)也為的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合（圖中位置Ⅰ），導(dǎo)線框的速度為。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)（圖中位
置Ⅱ），導(dǎo)線框的速度剛好為零。此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間回到初始位置Ⅰ。則   （   ）
A．上升過(guò)程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大
B．下降過(guò)程中，導(dǎo)線框的加速度逐漸增大
C．上升過(guò)程中，合力做的功與下降過(guò)程中合力做的功相等
D．上升過(guò)程中，克服安培力做的功比下降過(guò)程中的多

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，有一傾角α=37°的粗糙斜面，斜面所在空間存在一有界矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域GIJH，其寬度GI=HJ=L=0.5m。有一質(zhì)量m=0.5Kg的“日”字形勻質(zhì)導(dǎo)線框abcdef，從斜面上靜止釋放，釋放時(shí)ef平行于GH且距GH為4L，導(dǎo)線框各段長(zhǎng)ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，，ab、cd、ef三段的阻值相等、均為R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)。已知ef邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)線粗細(xì)，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）ef邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（3）線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊穿出磁場(chǎng)過(guò)程中ab邊發(fā)的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(14分)如圖所示，輪軸大輪半徑為3r，小輪半徑為r，大輪邊懸掛質(zhì)量為m的重物，小輪邊懸掛“日”字型線框，線框質(zhì)量也為m，線框豎直邊電阻不計(jì)，三根橫邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻均為R。水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)寬度與線框橫邊間距相同，均為h，輪軸質(zhì)量和摩擦不計(jì)。從靜止釋放重物，線框一進(jìn)入磁場(chǎng)就做勻速運(yùn)動(dòng)。

（1）判斷“日”字型線框最上面的一條邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，流經(jīng)它的電流方向；
（2）求線框進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小v；
（3）求剛釋放重物時(shí)，線框上邊與磁場(chǎng)下邊緣的距離H；
（4）求線框全部通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q。

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同步練習(xí)冊(cè)答案