如圖所示，傾角=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T、范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行導軌的牽引力F，牽引一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1、垂直導軌的金屬棒ab，由靜止沿導軌向上移動（ab棒始終與導軌接觸良好且垂直，不計導軌電阻及一切摩擦）。問：

（1）若牽引力為恒力，且F=9N，求金屬棒達到的穩(wěn)定速度v1
（2）若牽引力功率恒為72W，求金屬棒達到的穩(wěn)定速度v2
（3）若金屬棒受向上拉力在斜面導軌上達到某一速度時，突然撤去力，此后金屬棒又前進了0.48m ,從撤力至棒速為0的過程中，金屬棒發(fā)熱1.12J。問撤力時棒速v3多大？
(1) v1="8m/s" (2) v2="8m/s" (3) v3=4m/s

試題分析：（1）恒力拉動到勻速時：
F=mgsinθ+BIL
9=mgsinθ＋B２L２v1/R　
得v1=8m/s
（2）恒功率拉動到勻速時：
F=P/v2
P/v2=mgsinθ＋B２L２v2/R
得v2=8m/s　　
（3）設撤力后棒向前滑行的最大距離為S,此過程發(fā)熱Q,則
m v32/2=" mg" S sinθ＋Q
v3=4m/s
點評：該題中金屬棒的運功過程類似前面學習的機車以恒定功率啟動的過程，因此學習過程中前后知識要融匯貫通，平時注意加強訓練，加深理解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，a、b是同種材料(非超導材料)制成的等長導體棒，靜止于水平面內(nèi)足夠長的光滑水平導軌上，b的質(zhì)量是a的2倍，勻強磁場垂直于紙面向里．若給a 4.5 J的初動能使之向左運動，最后a、b速度相同且均為a初速度的，不計導軌的電阻，則整個過程中a棒產(chǎn)生的熱量最大值為(　　)
A．2 JB．1.5 J
C．3 JD．4.5 J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，頂角為90°的“∨”型光滑金屬導軌MON固定在傾角為θ的絕緣斜面上，M、N連線平行于斜面底端，導軌MO、NO的長度相等，M、N兩點間的距離L＝2m，整個裝置處于磁感應強度大小B＝0.5T、方向垂直于斜面向下的勻強磁場中。一根質(zhì)量m=0.4kg,粗細均勻、單位長度電阻值r＝0.5Ω/m的導體棒ab，受到平行于斜面向上且垂直于ab的變力F作用，以速度v＝2m/s沿導軌向下勻速滑動，導體棒在運動過程中始終與導軌接觸良好，不計導軌電阻，從導體棒在MN時開始計時，

⑴t=0時，F(xiàn)=0，求斜面傾角θ；
⑵求0.2s內(nèi)通過導體棒的電荷量q；
⑶求導體棒通過整個金屬導軌的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩根相距L的足夠長的金屬直角導軌如右圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導軌電阻不計，回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中．當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度V1沿導軌勻速運動時，cd桿也正好以速度V2向下勻速運動．重力加速度為g.以下說法正確的是(　  　)
A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為μmg＋B．cd桿所受摩擦力為零
C．回路中的電流強度為D．μ與V1大小的關系為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如右圖所示，兩跟相距L的豎直平行金屬導軌位于勻強磁場中，磁感應強度為B，導軌電阻不計，另兩跟與光滑導軌接觸的金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R。若要cd使桿恰好平衡，且靜止不動，則ab桿應向________方向運動，且其桿運動的速度大小是________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標出．左線圈連著平行導軌M和N，導軌電阻不計，在導軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處于垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法中正確的是(　　)
A．當金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點
B．當金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢
C．當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點
D．當金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，相距L=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導軌固定在絕緣水平面上，兩導軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導軌所在平面垂直、方向相反的勻強磁場，磁場寬度d均為0.6m，磁感應強度大小B1=T、B2=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab從邊界MN進入磁場后始終以速度m/s作勻速運動，求：

⑴棒ab在磁場B1中時克服安培力做功的功率；
⑵棒ab經(jīng)過任意一個磁場B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量；
⑶棒ab在磁場中勻速運動時電阻R兩端電壓的有效值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示，在t＝0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導軌向右運動，當金屬棒從ab位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流強度。
（2）恒力F的大小。
（3）金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，閉合導線框的質(zhì)量可以忽略不計，將它從圖示位置勻速拉出勻強磁場．若第一次用時間t拉出，外力所做的功為W1，通過導線截面的電量為q1；第二次用2t時間拉出，外力所做的功為W2，通過導線截面的電量為q2，則W1     W2，q1     q2。（填>、<、=）

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