[题目]如图所示.两根足够长的平行导轨水平放置在地面上且固定不动.导轨间距为L=1m.在轨道的左.右两端各连接一个定值电阻.其中R1=6Ω.R2=3Ω.一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于导轨放置.金属棒接入电路中的电阻为r=2Ω.整个装置处于足够大的匀强磁场中.磁感应强度大小为B=1T.方向垂直于轨道面向下.用大小为F=1.5N.平行于导轨向右的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，两根足够长的平行导轨水平放置在地面上且固定不动，导轨间距为L=1m，在轨道的左、右两端各连接一个定值电阻，其中R1=6Ω、R2=3Ω。一质量为m=1kg的金属棒ab垂直于导轨放置，金属棒接入电路中的电阻为r=2Ω。整个装置处于足够大的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T、方向垂直于轨道面向下。用大小为F=1.5N、平行于导轨向右的恒力作用于金属棒，使其从P位置由静止开始沿导轨方向运动，到达Q位置时刚好匀速，该过程中通过金属棒ab的电量为q=2.5C。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.1，取重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)金属棒ab所受的安培力的方向；

(2)金属棒ab的最大速度v的大小；

(3)从P到Q的运动过程中，电阻R1上产生的焦耳热Q1。

【答案】(1)方向水平向左；(2)v=2m/s；(3)Q1=0.5J

【解析】

(1)由右手定则和左手定则可知，金属棒ab所受的安培力的方向水平向左；

(2)金属棒达最大速度时匀速运动，有

由闭合电路的欧姆定律

并联电路的总电阻为

联立以上方程，得

v=2m/s

(3)由电量公式

得

x=10m

由动能定理

得

所以

由串并连电路特点可得

Q = I 2R总t，Q1 = I12R1t

且由并联电路特点可知

则

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D. 此后B物体的速度越来越大，所以做加速运动

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