如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm,导轨所在的平面与水平面夹角=37°,导轨上端电阻R=0.8,其他电阻不计,导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感

如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm,导轨所在的平面与水平面夹角=37°,导轨上端电阻R=0.8,其他电阻不计,导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感

题型:不详难度:来源:
如图所示,光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm,导轨所在的平面与水平面夹角=37°,导轨上端电阻R=0.8,其他电阻不计,导轨放在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.4T。金属棒ab从上端由静止开始下滑,金属棒ab的质量m=0.1kg。(sin37°=0.6,g=10m/s2)

(1)求导体棒下滑的最大速度;
(2)求当速度达到5m/s时导体棒的加速度;
(3)若经过时间t,导体棒下滑的垂直距离为s,速度为v。若在同一时间内,电阻产生的热与一恒定电流I0在该电阻上产生的热相同,求恒定电流I0的表达式(各物理量全部用字母表示)。
答案
18.75m/s   4.4m/s   
解析
(1)当物体达到平衡时,导体棒有最大速度,有:
根据安培力公式有:
根据欧姆定律有:
解得:
(2)由牛顿第二定律有:


a=.4.4m/s
(3)根据能量守恒有:
解得:
举一反三
如图4-11所示,平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域,细金属棒PQ沿导轨从MN处匀速运动到M′N′的过程中,棒上感应电动势E随时间t变化的图示,可能正确的是(  )

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如图4-4-22所示,一水平放置的平行导体框宽度L=0.5 m,接有R=0.2 Ω的电阻,磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场垂直导轨平面方向向下,现有一导体棒ab跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体棒ab电阻不计,当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时,试求:

(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向;
(2)要维持ab向右匀速运动,作用在ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率多大?
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如图所示,边长为L的正方形导线框质量为,由距磁场H高处自由下落,其下边进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边刚穿出磁场时,速度减为边刚进入磁场时的一半,磁场的宽度边也为L,则线框穿过匀强磁场过程中发出的焦耳热为 (   )
A.B.
C.D.

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如图10所示,水平面上的两根光滑金属杆ab、cd构成平行导轨,导轨的宽度L=0.4m,处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.1T.电阻R=0.4Ω.导体棒e f沿导轨向右做匀速运动,速度v=5m/s.导轨和导体棒的电阻均忽略不计.求:

(1)导体棒 e f切割磁感线产生的感应电动势的大小;
(2)通过电阻R的电流的大小和方向.
(3)导体棒 e f所受安培力的大小
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图甲所示,一足够大的正方形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场,其顶点a在直线MN上,且ab与MN的夹角为45°。一边长为L的正方形导线框从图示位置沿直线MN以速度υ匀速穿过磁场区域。规定逆时针方向为感应电流的正方向,图乙表示整个过程导线框中感应电流i随时间t(以为单位)变化的图象,正确的是
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