如图所示,质量不计的直金属棒ab,被置于平行、光滑的金属轨道上，匀强磁场的磁感应强度B="0.2" T,方向如图2-5-13所示，ab长10 cm当对ab施加一

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如图所示,质量不计的直金属棒ab,被置于平行、光滑的金属轨道上，匀强磁场的磁感应强度B="0.2" T,方向如图2-5-13所示，ab长10 cm当对ab施加一个大小为0.04 N,方向水平向左的外力时，棒ab恰好不动，已知电源内阻r="1" Ω,R₁="8" Ω,R_ab="4" Ω,求：电源电动势的大小E=____________。

答案

11 V

解析

因为ab棒静止不动，所以由平衡条件可知，ab棒所受安培力的大小为0.04 N，方向向右，即F=BIL
所以I=

A="2" A,U_ab=IR_ab="8" V
R₁中的电流强度I₁=

A="1" A,所以I_总="3" A
电源的内电压U_内=3×1 V="3" V
电源的电动势E=U_ab+U_内=（8+3）V="11" V。

举一反三

目前我国正在研制一种新型发电机，叫做磁流体发电机。如图所示是它的原理图。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，但从总体来说呈中性）以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间，空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，这时金属板就会聚集电荷，形成电压。设金属板长度为a,宽度为b,两板间距为d,并且有电阻R接在两板间。该等离子体充满板间的空间，其电阻率为ρ，求S闭合后。

（1）通过R的电流；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）为使等离子体以恒定速度v通过磁场，必须使通道两端保持一定的压强差，压强差Δp为多大？

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如图3-6-6所示，空间有一个方向水平的有界匀强磁场区域，一矩形导线框，自磁场上
方某一高度处自由下落，然后进入磁场.进入磁场时，导线框平面与磁场方向垂直.则在进入时，导线框的速度图象可能（）

图3-6-6

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一质量为m的金属杆ab,以一定的初速度v₀从一光滑平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图3-6-13所示.磁场垂直斜面向上,导轨与杆的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端.则在此过程中（）

图 3-6-13

A．向上滑行的时间大于向下滑行的时间

B．电阻R上产生的热量向上滑行时大于向下滑行时

C．通过电阻R的电荷量向上滑行时大于向下滑行时

D．杆a、b受到的磁场力的冲量向上滑行时大于向下滑行时

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如图12-59所示，MN、PQ是两根足够长固定的平行金属导轨，其间距为L，导轨平面与水平面的夹角为α.在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放沿导轨下滑，已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ.

图12-59
（1）分析ab棒下滑过程中的运动性质，画出其受力示意图.
（2）求ab棒的最大速度.

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如图12-63所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1 m，导轨左端连接一个R＝2 Ω的电阻，将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动.试解答以下问题.

图12-63
（1）若施加的水平外力恒为F＝8 N，则金属棒达到的稳定速度v₁是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，则金属棒达到的稳定速度v₂是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P＝18 W，则从金属棒开始运动到速度v₃＝2 m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6 J，则该过程所需的时间是多少？

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