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如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为1kg的导体棒平放在轨道上并与两轨道垂直,导体棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。现从t=0开始,用一水平向右的外力F沿轨道方向拉动导体棒,使之做初速度为零的匀加速直线运动,F与时间t的关系如图(乙)所示,试求:

(1)导体棒运动的加速度a

(2)磁场的磁感应强度B

(3)导体棒运动到第20s时,电阻R的电功率。

(4)若改为恒定拉力作用,但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动,在其它条件不变的

情况下,简要说明磁场的磁感应强度必须满足的条件。

(1)1m/s2

(2)5T

(3)40W

(4)磁场随距离变化的关系:B


解析:

(1)Fma,则a=1m/s2。                    (3分)

(2)B=5T                          (4分)

(3)va t=20 m/s,则P=(F mav=40W。                        (4分)

(4)根据F ma,磁场随距离变化的关系:B。 (3分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图(甲)所示,一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.5m,左侧接一阻值为R=1?的电阻;有一金属棒静止地放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中.t=0时,用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使棒以加速度a=0.2m/s2做匀加速运动,外力F与时间t的关系如图(乙)所示.

(1)求金属棒的质量m
(2)求磁感强度B
(3)当力F达到某一值时,保持F不再变化,金属棒继续运动3秒钟,速度达到1.6m/s且不再变化,测得在这3秒内金属棒的位移s=4.7m,求这段时间内电阻R消耗的电能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?泰州模拟)如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s'后停下,在滑行s'的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J.求:
(1)拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm
(3)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?上海模拟)如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=10Ω,有一质量为1kg的导体杆平放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图(乙)所示,试求:

(1)杆运动的加速度a.
(2)磁场的磁感应强度B.
(3)导体杆运动到第20s时,电阻R的电功率.
(4)若改为恒定拉力作用,但仍要导体棒以该加速度做匀加速运动,你对该装置能提出什么合理的改进措施,请做简要说明.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距l=1m,两轨道之间用R=2Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,杆及轨道的电阻均可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了s′=2m停下,求:
(1)导体杆运动过程中的最大速度;
(2)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用R=3Ω的电阻连接,一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图(乙)所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5m时撤去拉力,导体杆又滑行了一段距离s′后停止.已知在拉力F作用过程中,通过电阻R上电量q为1.25C.在滑行s′的过程中电阻R上产生的焦耳热为12J.求:
(1)请定性说明导体杆在滑行s′的过程中运动情况;
(2)导体杆运动过程中的最大速度vm
(3)拉力F的最大值Fm
(4)拉力F作用过程中,电阻R上产生的焦耳热.

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