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如圖12-62所示，兩根足夠長且電阻不計的光滑平行金屬導軌，固定在同一水平面上，勻強磁場垂直于導軌所在的平面.兩根質量均為m且電阻不相同的金屬桿甲和乙跨放在導軌上，兩金屬桿始終與導軌垂直.現在在金屬桿甲上加一個與金屬桿甲垂直且水平向右的恒力F，使金屬桿甲從靜止開始沿導軌向右滑動.與此同時，在金屬桿乙上加上另外一個與金屬桿乙垂直且水平向左的拉力，該拉力的功率恒為P，使金屬桿乙也由靜止開始沿導軌向左滑動.已知經過時間t，甲桿位移為s，兩金屬桿上產生的焦耳熱之和為Q，此時兩桿剛好都勻速運動，在該時刻立即撤去作用在乙上的拉力.試求在以后的過程中，甲、乙兩桿組成的系統(tǒng)，最多還能產生多少焦耳熱？

圖12-62
在t時間內的過程中，設t秒末甲速度為v1，乙速度為v2．
有：Pt+Fs=Q++
因t秒末二者都勻速，甲、乙兩桿所受的安培力都等于拉力，所以有：P=Fv2
以上聯合解得：v2=
v1=
t時刻以后的過程中，甲、乙二者組成的系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒．當二者速度大小方向都相同時，回路中電流為零，不再產生焦耳熱，二者都做勻速直線運動，運動方向和v2相同，設共同速度為v，產生的焦耳熱為Q′．由動量守恒得：mv2-mv1=2mv
由能的轉化與守恒得
解得：v=
Q′=[Pt+Fs-Q+]．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，光滑平行的水平金屬導軌MN、PQ相距l，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1′O′矩形區(qū)域內有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的    勻強磁場，磁感強度為B。一質量為m，電阻為r的導體棒ab，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距l0�，F用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計）。求：
（1）棒ab在離開磁場右邊界時的速度；（2）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能；
（3）試分析討論ab棒在磁場中可能的運動情況。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導體棒a的質量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導體棒b的質量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：
（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產生的電熱；
（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖3-5-22所示，MN、PQ為兩根間距不均的金屬導軌，水平放置在豎直向下的勻強磁場中，導軌的一端接阻值為10 Ω的電阻R1和電流表，另一端接阻值為5 Ω的電阻R2.質量為m="0.1" kg的金屬棒放在導軌ab處，以初速度v0="8" m/s滑到導軌的a′b′處，歷時t="0.08" s.導軌在ab處的間距L1="0.5" m,在a′b′處的間距L2="1.0" m.若金屬棒滑動時始終與導軌接觸良好，電流表的示數保持不變，不計棒與導軌間的摩擦以及其他電阻的影響.求：

圖3-5-22
（1）金屬棒在導軌a′b′處的速度；
（2）電流表的示數；
（3）勻強磁場的磁感應強度.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

MN、GH為光滑的水平平行金屬導軌，ab、cd為跨在導軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示(   )
A．若固定ab，使cd向右滑動，abcd回路有電流，電流方向由a到b到d到c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同時運動，則abcd回路電流為零
D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd＞vab，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖3-6-9所示，光滑導軌水平放置，勻強磁場豎直向上，金屬棒ab、cd質量相等.開始給ab一個沖量，使它具有向右的初速度v，經過一段時間后，金屬棒cd的速度(    )

圖 3-6-9
A．向右，等于vB．向左，等于v
C．向右，等于v/2D．靜止不動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩個金屬輪A1、A2，可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1和O2轉動，O1和O2相互平行，水平放置。每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成，A1輪的輻條長為a1、電阻為R1，A2輪的輻條長為a2、電阻為R2，連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略。半徑為a0的絕緣圓盤D與A1同軸且固連在一起。一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點，繩在D上繞足夠匝數后，懸掛一質量為m的重物P。當P下落時，通過細繩帶動D和A1繞O1軸轉
動。轉動過程中，A1、A2保持接觸，無相對滑動；兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸；兩細軸通過導線與一阻值為R的電阻相連。除R和A1、A2兩輪中輻條的電阻外，所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與轉軸平行�，F將P釋放，試求P勻速下落時的速度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，金屬桿ab放在兩水平放置的長直平行金屬導軌上，導軌電阻不計，導軌間的寬度為1.0m，其間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1.0T，現用導線與插入電解槽中的兩惰性電極C，D相連，回路的總電阻為2Ω，電解液為500mL的CuSO4溶液，現對棒施加一大小為3N的水平恒力，棒恰好開始運動，最后達到穩(wěn)定狀態(tài)，從棒開始運動到棒達到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，C，D中的某電極增重3.2mg．(設電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積的變化)

(1)寫出電極D的反應式；
(2)寫出電解CuSO4溶液的化學方程式；
(3)棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度為多大？
(4)ab棒剛達到穩(wěn)定速度時，溶液中氫離子濃度約為多少？
(5)從棒開始運動到達到穩(wěn)定過程中，棒ab移動的距離？
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

有一種磁性加熱裝置，其關鍵部分由焊接在兩個等大的金屬環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成，成“鼠籠”狀，如圖420所示.每根金屬條長度為L，電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D、電阻不計.圖中虛線所示的空間范圍內存在著磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當金屬環(huán)以角速度ω繞過兩圓環(huán)的圓心軸OO′旋轉時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線，“鼠籠”的轉動由一臺電動機帶動，這套設備的效率為η，求電動機輸出的機械功率.

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