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水平放置的平行金属框架L=0.2m,质量为0.1kg的金属棒ab放在框架上,并且与框架的两个边垂直。整个装置放于方向竖直向下、B=0.5T的匀强磁场中,如图所示。金属棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动。电路中除R=0.05外,其他电阻、摩擦阻力均不考虑。求:

① ab速度是5m/s时,棒的加速度是多大?
② 当ab棒达到最大速度后,撤去外力F,此后感应电流还能产生多少热量?
    ②5J

试题分析: (1)由  得
   
(2)当ab棒达到最大速度时有
所以:
当ab棒达到最大速度后,撤去外力F,此后物体的动能全用来克服安培力作功,所以感应电流产生的热量为:
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图甲所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为B;在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度Bt随时间t变化的规律如图乙所示(tx是未知量),Bt的最大值为2B.现将一根质量为m、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上,并把它按住,使其静止.在t=O时刻,让另一根长为L的金属细棒ab(其电阻Rx是未知量)从CD上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放cd棒。已知CF长度为2L,两根细棒均与导轨良好接触,在ab从图中位置运动到EF处的过程中,cd棒始终静止不动,重力加速度为g.
 
(1)求上述过程中cd棒消耗的电功率,并确定MNPQ区域内磁场的方向.
(2) ab棒质量
(3)确定未知量Rx及tx的值.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18)如图所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,(忽略所有摩擦,重力加速度为g),求:

(1)电阻R中的感应电流方向;
(2)重物匀速下降的速度v;
(3)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR
(4)若将重物下降h时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻
起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,粗糙的平行金属导轨与水平面的夹角为,宽为L,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B,导轨上、下两边分别连接电阻R1和R2,质量为m的导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g。则导体棒ab沿着导轨下滑的过程中( )
A.R1和R2发热功率之比P1:P2=R2:R1
B.导体棒匀速运动时的速度
C.安培力对导体棒做的功等于导体棒机械能的减少量
D.重力和安培力对导体棒做功之和大于导体棒动能的增量

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,两根竖直放置在绝缘面上的金属框架.框架的上端接有电容为C的电容器.框架上有一质量为m、长为l的金属棒,平行于地面放置,与框架接触良好无摩擦,棒离桌面高度为h.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直,开始时电容器不带电.自静止起将棒释放,求棒从释放到落到地面所需要的时间?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分和水平部分均光滑,二者平滑连接.右端接一个阻值为R的定值电阻.水平部分导轨左边区域有宽度为d的匀强磁场区域,磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为B.质量为m、电阻也为R的金属棒从磁场区域的右边界以平行于水平导轨的初速度v0进入磁场,离开磁场后沿弯曲轨道上升h高度时速度变为零,已知金属棒与导轨间接触良好,则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)

A.金属棒产生的最大感应电动势为Bdv0
B.通过金属棒的电荷量为
C.克服安培力所做的功为
D.整个过程电路中产生的焦耳热为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个绕圆心轴MN匀速转动的金属圆盘,匀强磁场垂直于圆盘平面,磁感应强度为B,圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连,圆盘转动方向如图所示,则下述结论中正确的是
A.圆盘上的电流由圆心流向边缘
B.圆盘上的电流由边缘流向圆心
C.金属圆盘上各处电势相等
D.螺线管产生的磁场,F端为N极

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(9分)两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m="0.02" kg,电阻均为R="0.1" Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B="0.2" T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止.取g="10" m/s2,问:

(1)通过棒cd的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q="0.1" J的热量,力F做的功W是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:

(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

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