题目内容

如图所示，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0．5 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。

(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=18W，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，金属棒从静止开始运动，经0．5 s速度达到v3=2 m／s，则在此过程中电阻R上产生的热量为多少?

(1)由E=BLv，I=E/R和F=BIL可得：F=  ①；所以v1=FR／B2L2=4 m／s  ②；

(2)金属棒速度达到稳定时，水平外力F=又P=Fv2    ③；所以v2=m／s=3 m／s  ⑤；

(3)设电阻上产生的热量为Q，则根据能量转化与守恒定律可得：Pt=+Q  ⑥；所以Q=Pt-=(18×0.5-×0.5×22)J=8J  ⑦。


练习册系列答案
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如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0.2kg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=2T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．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，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=18W，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=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？
如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为m=0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，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=2T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．
（1）若施加的水平外力恒为F=8N，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=18W，金属棒从开始运动到速度恒定的过程中电阻R产生的热量为35.1J，求金属棒达到的稳定速度v2和该过程所需的时间t．
如图所示，EF、GH为光滑平行导轨，间距为L，导轨平面的倾角为θ．L1、L2为与导轨垂直的磁场边界，在L1的上边无磁场，在L1、L2之间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在L2的下边为垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，L1、L2之间距离为2L．现有一个边长为L的正方形导线框abcd．将导线框从距离磁场边界L1为x的地方由静止释放，于是导线框沿着导轨向下运动，当导线框的ab边越过边界L2的瞬间速度大小为v，已知导线框abcd的质量为m，电阻为R，试求：
（1）导线框abcd在通过边界L2的过程中流过导线框横截面的电荷量是多少；
（2）导线框abcd的通过边界L1的过程中，导线框产生的焦耳热为多少；
（1）当导线框abcd的ab边越过边界L2的瞬间加速度大小．
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精英家教网如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（　　）
A、如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极，两棒相向靠近B、如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极，两棒相向靠近C、不管下端是何极性，两棒均向外相互远离D、不管下端是何极性，两棒均相互靠近
精英家教网如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（　　）
A、如果下端是N极，两棒向外运动B、如果下端是S极，两棒向外运动C、不管下端是何极性，两棒均向外相互远离D、不管下端是何极性，两棒均相互靠近

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