题目内容

如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=370，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T．将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
（2）金属棒达到cd处的速度大小；
（3）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．
（1）设金属杆的加速度大小为a，则
mgsinθ-μmgcosθ=ma
a=2.0m/s2
（2）设金属棒达到cd位置时速度大小为v、电流为I，金属棒受力平衡，有
mgsinθ=BIL+μmgcosθ
I=
BLv
R

解得v=2.0m/s
（3）设金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量为Q，由能量守恒，有mgs?sinθ=
1
2
mv2+μmgs?cosθ+Q
解得Q=0.10J
答：（1）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小为2m/s2．
（2）金属棒达到cd处的速度大小为2m/s．
（3）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量为0.10J．
练习册系列答案
相关题目
决定电路中感应电动势的大小的是穿过这一电路的（　　）
A．磁通量B．磁通量的变化量
C．磁通量的变化率D．以上说法都不对
如图所示，有理想边界的直角三角形区域abc内部存在着两个方向相反的垂直纸面的匀强磁场，e是斜边ac上的中点，be是两个匀强磁场的理想分界线．现以b点为原点O，沿直角边bc作x轴，让在纸面内与abc形状完全相同的金属线框ABC的BC边处在x轴上，t=0时导线框C点恰好位于原点O的位置．让ABC沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场，现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向，在下列四个i-x图象中，能正确表示感应电流随线框位移变化关系的是（　　）
A．B．C．D．
正方形的导线框，质量m=60g，边长l=12cm，电阻R=0.06Ω，在竖直平面内自由下落H=5m后，下框边进入水平方向的匀强磁场中，磁场方向与线框垂直，如图所示，匀强磁场沿竖直方向的宽度h=l，线框通过匀强磁场区域时恰好匀速直线运动，g=10m/s2，求：
（1）匀强磁场的磁感强度多大？
（2）线框通过磁场区域时产生了多少热量？
一个连有电容器的U形金属框架放置在匀强磁场中，磁感应强度为B，磁感线方向如图，框架宽L，一根导体棒MN放置在框架上，棒与框架接触良好且相互垂直，若棒向左以速度V匀速运动，则电容器两极板间的电势差Uab=______；电容器______板带正电荷．
如图所示，A、B为同种材料制成的边长均为L的正方形线框，B的质量是A的质量的两倍，放在匀强磁场的上方，其磁场宽度为4L，两线框的下边距离磁场的上边的高度均为h，让它们同时由静止释放．问：
（1）A、B线框哪个先落地？请用学过的物理知识分析论证你的结论；
（2）落地时，计算通过A、B两个线框的电量之比；
（3）落地时，能否判断出哪个线框产生的热量较多？若能，求出两者产生的热量之比；若不能，请说明理由．
如图半径为r的光滑金属圆环，被固定于磁感应强度为B方向垂直于圆环平面向里的匀强磁场中．一根金属杆ab在平行圆环平面且垂直杆的拉力作用下，沿圆环以速度v作匀速直线运动．设金属圆环和金属杆每单位长度的电阻都是R0．求杆运动到离圆心O的距离为
r
2
时，拉力的牵引功率．
如图所示，通电直导线cd右侧有一个金属框与导线cd在同一平面内，金属棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁场力，则cd中电流的变化情况是（　　）
A．cd中通有由d→c方向逐渐减小的电流
B．cd中通有由d→c方向逐渐增大的电流
C．cd中通有由c→d方向逐渐减小的电流
D．cd中通有由c→d方向逐渐增大的电流
如图，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒．ab和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力．由此可知Ⅰ是______极（填空“N”或“S”），a、b两点的电势φa______φb（填空“＞”、“＜”或“=”）．

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