题目内容

如图所示，abcd是由粗裸铜导线连接两个定值电阻组成的闭合矩形导体框，水平放置，金属棒ef与ab及cd边垂直，并接触良好，空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，已知电阻R1=2R，R3=3R，其它部分的电阻都可忽略不计，ab及cd边相距为L．给ef棒施加一个跟棒垂直的恒力F，求：
（1）ef棒做匀速运动时的速度多大？
（2）当ef棒做匀速运动时，电阻R1消耗的电功率多大？
（1）ef切割磁感线产生感应电动势相当于电源，画出等效电路图．
外电路总电阻为：R总=
2R?3R
2R+3R
=1.2R
通过ef的电流为：I=
E
R总
=
BLv
R总

ef所受的安培力为：F安=BIL=B
BLv
R总
?L=
B2L2v
1.2R

ef匀速运动，恒力F与安培力二力平衡，则有：
F=F安，
联立上两式得：v=
1.2FR
B2L2

（2）P1=I
21
?R1=（
BLv
R总
?
3R
2R+3R
）2?2R=(
BLv
1.2R
?
3
5
)2?2R=
B2L2v2
2R

答：（1）ef棒做匀速运动时的速度为
1.2FR
B2L2
．
（2）当ef棒做匀速运动时，电阻R1消耗的电功率为
B2L2v2
2R
．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，导体框内有一垂直于框架平而的匀强磁场，磁场的磁感应强度为0.12T，框架中的电阻R1=3Ω，R2=2Ω，其余部分电阻均不计．导体棒AB在磁场中的长度为0.5m，当AB棒以10m/s速度沿着导体框匀速移动时，所需外力F=______N，产生功率P=______W，通过R2上的电流I2=______A．
如图各情况中，电阻R=0．lΩ，运动导线的长度都为l=0.05m，作匀速运动的速度都为v=10m/s．除电阻R外，其余各部分电阻均不计．匀强磁场的磁感强度B=0.3T．试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向．
我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼-15飞机顺利完成了起降飞行训练，图为一架歼-15飞机刚着舰时的情景．已知该飞机机身长为l，机翼两端点C、D的距离为d，某次在我国近海海域训练中飞机降落时的速度沿水平方向，大小为v，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为Bx，竖直分量为By．C、D两点间的电势差为U，下列分析正确的是（　　）
A．U=Bxlv，C点电势低于D点电势
B．U=Bxdv，C点电势高于D点电势
C．U=Bylv，C点电势低于D点电势
D．U=Bydv，C点电势高于D点电势
如图所示有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B=0.5T，两边界间距s=0.1m，一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R=0.4Ω，现使线框以v=2m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差Uab随时间t变化的图线是（　　）
A．B．C．D．
如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在统一水平面内，导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻．一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=16m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后闭合回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=3：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．
求：（1）棒在匀加速过程中，通过电阻R的电荷量q
（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2
（3）外力做的功WF．
如图所示，小灯泡的规格为“4V　4W”，接在两光滑水平导轨的左端，导轨间距L=0.5m，电阻不计．金属棒ab垂直搁置在导轨上，电阻r为1Ω，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B为1T．为使小灯泡正常发光，求：
（1）金属棒ab匀速滑行的速率；
（2）拉动金属棒ab的外力的功率．
如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：
（1）磁场的方向；
（2）S与1接通时，导体棒的发热功率；
（3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最大面积．
间距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面夹角为30°，导轨的电阻不计，导轨的N、Q端连接一阻值为R的电阻，导轨上有一根质量一定、电阻为r的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒上方距离L以上的范围存在着磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直的匀强磁场．现在施加一个平行斜面向上且与棒ab重力相等的恒力，使导体棒ab从静止开始沿导轨向上运动，当ab进入磁场后，发现ab开始匀速运动，求：
（1）导体棒的质量；
（2）若进入磁场瞬间，拉力减小为原来的一半，求导体棒能继续向上运动的最大位移．

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