题目内容

如图所示，长度为L＝0.2 m、电阻r＝0.3 Ω、质量m＝0.1 kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计．导轨左端接有R＝0.5 Ω的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感强度B＝4 T．现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以v＝2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：

(1)理想电压表的示数；

(2)拉动金属棒的外力F的大小；

(3)若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上．求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R上产生的电热．

答案：
解析：

　　解：(1)设CD杆产生的电动势为E，电流表的示数为I，电压表示数为U：

　　E＝BLv①　2分

　　I＝②　1分

　　由①②得I＝2 A

　　所以，U＝IR＝2×0.5 V＝1.0 V　2分

　　(2)设CD杆受到的拉力为F：

　　F＝BIL＝4×2×0.2 N＝1.6 N　3分

　　(3)由能量守恒，回路中产生的电热Q等于CD棒动能的减少量：

　　Q＝mv2＝×0.1×22 J＝0.2 J　2分

　　电阻R上产生的电热：

　　QR＝＝×0.2 J＝0.125 J　2分


练习册系列答案
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如图所示是长度为L＝8.0m水平传送带，其皮带轮的直径为d＝0.40m，传送带上部距地面的高度为h＝0.80m。一个旅行包（视为质点）以v0＝10m/s的初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间的动摩擦因数μ＝0.60。g取10m/s2。求：

（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，若没有人取包，旅行包将从B端滑落到地面上，则包的落地点距B端的水平距离为多少？

（2）当皮带轮顺时针匀速转动，其角速度为ω0=20 rad/s时，求旅行包在皮带上运动的时间与旅行包落地时的速度；

（3）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s 随角速度ω变化的图象（ω的取值范围从0到100 rad/s）。

 

如图所示是长度为L＝8.0m水平传送带，其皮带轮的直径为d＝0.40m，传送带上部距地面的高度为h＝0.80m。一个旅行包（视为质点）以v0＝10m/s的初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间的动摩擦因数μ＝0.60。g取10m/s2。求：
（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，若没有人取包，旅行包将从B端滑落到地面上，则包的落地点距B端的水平距离为多少？
（2）当皮带轮顺时针匀速转动，其角速度为ω0="20" rad/s时，求旅行包在皮带上运动的时间与旅行包落地时的速度；
（3）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s随角速度ω变化的图象（ω的取值范围从0到100 rad/s）。

如图所示是长度为L＝8.0m水平传送带，其皮带轮的直径为d＝0.40m，传送带上部距地面的高度为h＝0.80m。一个旅行包（视为质点）以v0＝10m/s的初速度从左端滑上传送带。旅行包与皮带间的动摩擦因数μ＝0.60。g取10m/s2。求：

（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，若没有人取包，旅行包将从B端滑落到地面上，则包的落地点距B端的水平距离为多少？

（2）当皮带轮顺时针匀速转动，其角速度为ω0=20 rad/s时，求旅行包在皮带上运动的时间与旅行包落地时的速度；

（3）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s 随角速度ω变化的图象（ω的取值范围从0到100 rad/s）。

 
如图所示，长度为L＝0.2m、电阻R＝0.3Ω、质量m＝0.1kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计。导轨左端接有R＝0.5Ω的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感强度B＝4T。现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移,当金属棒以v＝2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：
(1) 电路中理想电流表和与理想电压表的示数；
（2）拉动金属棒的外力F的大小；
（3）若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R上产生的电热。
Gray

如图所示，长度为L＝0.2m、电阻r＝0.3Ω、质量m＝0.1kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计。导轨左端接有R＝0.5Ω的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感强度B＝4T。现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移,当金属棒以v＝2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：

（1）理想电压表的示数；

（2）拉动金属棒的外力F的大小；

（3）若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，在电阻R上产生的电热。

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