光滑的平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，軌道的水平部分bcd位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc部分的寬度為cd部分寬度的2倍，bc、cd部分軌道足夠長(zhǎng)，將質(zhì)量都為m的金屬棒P和Q分別置于軌道上的ab段和cd段，P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開(kāi)P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度及回路中所產(chǎn)生的電能。
   
因?yàn)?i>P棒的受力長(zhǎng)度為Q棒的2倍，所以P棒受到的安培力在任一時(shí)刻都是Q棒受力的2倍，設(shè)Q棒受安培力的平均值為F，則P棒所受安培力的平均值為2F，P、Q棒構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量不守恒．對(duì)P、Q棒所構(gòu)成的系統(tǒng)，有
mv－Ft = mvp＋mvQ            ①
對(duì)Q棒，有Ft = mvQ       ②
當(dāng)P、Q兩棒的速度不再變化時(shí)，vQ= 2vP  ③
P棒在導(dǎo)軌ab段運(yùn)動(dòng)時(shí)，其機(jī)械能守恒，所以        ④
聯(lián)立①～④式，解之可得
，
（2）由能量守恒得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖3-6-10所示，相距為 L 的兩條足夠長(zhǎng)的光滑水平平行軌道上，平行放置兩根質(zhì)量和電阻都相同的滑桿 ab 和 cd，組成矩形閉合回路.軌道電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng) B 垂直穿過(guò)整個(gè)軌道平面.開(kāi)始時(shí) ab 與 cd 均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用一個(gè)平行軌道的恒力 F 向右拉 ab 桿，則下列說(shuō)法中正確的是（   ）

圖 3-6-10
A．cd 桿向左運(yùn)動(dòng)
B．cd 桿向右運(yùn)動(dòng)
C．cd 桿與 cd 桿均先做變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)
D．a(chǎn)b 桿與 cd 桿均先做變加速運(yùn)動(dòng),后做勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，PQMN與CDEF為兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)。PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導(dǎo)軌；QM、DE為足夠長(zhǎng)的水平導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的水平部分QM和DE處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。a、b為材料相同、長(zhǎng)都為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，跨接在導(dǎo)軌上。已知a棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a棒的橫截面是b的3倍。金屬棒a和b都從距水平面高度為h的弧形導(dǎo)軌上由靜止釋放，分別通過(guò)DQ、EM同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相碰。若金屬棒a、b與導(dǎo)軌接觸良好，且不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和棒與導(dǎo)軌的摩擦。
（1）金屬棒a、b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）通過(guò)分析計(jì)算說(shuō)明，從金屬棒a、b進(jìn)入磁場(chǎng)至某金屬第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題


①ab導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度。
②ab導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的功率、與整個(gè)回路的電功率是否等大？通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。
③為使導(dǎo)體棒cd靜止，物體M的最小質(zhì)量為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，相距L=0.5m，導(dǎo)軌的左端用R=3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻r=lΩ的金屬桿ab，質(zhì)量m=0.2kg，整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，現(xiàn)對(duì)桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求： (1)桿能達(dá)到的最大速度多大?最大加速度為多大? (2)桿的速度達(dá)到最大時(shí)，a、b兩端電壓多大?此時(shí)拉力的瞬時(shí)功率多大? (3)若已知桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至最大速度的過(guò)程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過(guò)程中拉力F做的功是多大?此過(guò)程持續(xù)時(shí)間多長(zhǎng)？ (4)若桿達(dá)到最大速度后撤去拉力，則此后R上共產(chǎn)生多少熱能？其向前沖過(guò)的距離會(huì)有多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖12－1－15所示，邊長(zhǎng)為h的正方形金屬導(dǎo)線框，從圖示的位置由靜止開(kāi)始下落，通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向水平，且垂直于線框平面，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾葹镠，上下邊界如圖中虛線所示，．從線框開(kāi)始下落到完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的全過(guò)程中，以下判斷正確的是（   ）

①線框中總有感應(yīng)電流存在②線框受到磁場(chǎng)力的合力方向有時(shí)向上有時(shí)向下③線框運(yùn)動(dòng)方向始終是向下的④線框速度的大小不一定總是在增加
A．①②B．③④C．①④D．②③

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，在B=0.2特的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根長(zhǎng)為L=0.5米的導(dǎo)線ab沿光滑導(dǎo)軌向右以V=10米/秒的速度勻速滑動(dòng)，R1=R2=1歐，導(dǎo)線ab和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，求磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線ab的作用力。              

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖，半徑為R的金屬圓環(huán)，處于磁感強(qiáng)度為B，方向垂直于環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根金屬桿ab在圓環(huán)上沿圓環(huán)平面在拉力的作用下以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)金屬圓環(huán)和桿的單位長(zhǎng)度的電阻均為，當(dāng)ab滑至圖示位置時(shí)，求拉力的瞬時(shí)功率P=？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

一個(gè)邊長(zhǎng)L=0.5m的正方形金屬框abcd，質(zhì)量m=0.1kg，整個(gè)回路的電阻R=0.5，放在傾角為30°的光滑不導(dǎo)電的斜面上，斜面上有一段寬L=0.5m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=0.5T，方向垂直于斜面`向上，金屬框由靜止開(kāi)始下滑，沿斜面下滑了一段距離后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示，求：

(1)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)可能作什么運(yùn)動(dòng)?為什么?
(2)欲使線框勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，金屬框應(yīng)從何處下滑?(即=?)
(3)在(2)的情況下，金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生多少熱量?
 

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