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    如图所示，水平旋转的平行金属导轨M、N间接一阻值R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m．轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了s=1.2m，刚好达到最大速度．此过程中电动机的平均输出功率为8W，最大输出功率14.4W．求：
    （1）金属棒ab运动的最大速度多大？
    （2）该过程中电阻R上消耗的电能．（g=10m/s2）
    （1）速度最大时，加速度为零，
    则有F-μmg-BIL=0①
    设最大速度为vm，
    则有：F=
    Pm
    vm
    ②
    电流I=
    BLvm
    R
    ③
    把②③代入①得：
    B2L2
    R
    v2m
    +μmgvm-Pm=0    ，
    解得：Vm=0.8m/s
    （2）根据动能定理：
    .
    P
    ×t-μmg×s-WA=
    1
    2
    m
    v2m
    -0
    克服安培力做的功全部转化为电能，电能消耗在电阻R上，
    则有：WR=W安
    根据动能定理知：
    .
    P
    t-μmg-W安    =
    1
    2
    m
    v2m
    -0
    代入数据解得WR=13.472J
    答：（1）金属棒ab运动的最大速度为0.8m/s；
    （2）该过程中电阻R上消耗的电能13.472J．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中，两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r=0.1Ω，质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg．固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动．试求：
    （1）当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为多大；
    （2）棒L2能达到的最大速度vm．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，将一根质量为M=0.06kg的均匀导线杆弯成矩形闭合导线框abcd，其ab=cd=L1=0.1m，bc=ad=L2=0.2m．它的ad边由aO、dO′两轴承支撑沿水平放置，导线框位于竖直平面内，bc段中点固定一质量为m=0.02kg的小金属球，整个装置处在一方向竖直向上的匀强磁场中．当导线框中通以大小恒为1A的恒定电流I时，整个装置以OO′为轴从静止开始逆时针转动．
    （1）在图中画出导线框bc段中的电流方向；
    （2）若导线框运动过程中与竖直方向的最大偏角θ为37°，则匀强磁场的磁感应强度B1为多大？（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
    （3）若已知磁感应强度B2=1T，则导线框在运动过程中，速度达到最大时，与竖直方向的偏角α为多大．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，用均匀导线做成一个正方形线框，每边长为0.2m，正方形的一半放在和线框垂直的垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场的变化为每0.1s增加1T时，线框中点a、b两点的电势差是（　　）
    A．Uab=0.1VB．Uab=-0.1VC．Uab=0.2VD．Uab=-0.2V

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图所示，相距为d的两条水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的上下边界，磁场的磁感应强度大小为B，正方形线框abcd的边长为L（L＞d）、质量为m．将线框从磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时线框的速度为v0，cd边刚穿出磁场时线框的速度也为v0．从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（　　）
    A．线框中一直都有感应电流
    B．线框在某一阶段的加速度为g
    C．做过一段减速运动
    D．线框产生的热量为mg（d+h+L）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    如图所示，两条电阻忽略不计的光滑平行金属导轨ab、cd置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，两导轨间的距离L=0.6m．电阻r=0.1Ω金属杆MN在水平向右的拉力作用下沿两条导轨向右匀速滑动，速度v=10m/s，产生的感应电动势为3V，电阻R=0.9Ω．由此可知，磁场的磁感应强度B=______T，MN受到的水平拉力F=______N．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图甲所示，匀强磁场区域宽为2L，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外．由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd边长为L，总电阻为R．在线框以垂直磁场边界的速度v，匀速通过磁场区域的过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行．求：
    （1）cd边刚进入磁场时，ab中流过的电流及其两端的电压大小；
    （2）在下面的乙图中，画出线框在穿过磁场的过程中，ab中电流I随线框运动位移x的变化图象，并在横纵坐标中标出相应的值．取线框刚进入磁场时x=0，电流在线框中顺时针流动方向为正．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，位于水平面内间距为L的光滑平行导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面，导轨左端用导线相连，一质量为m、长为L的直导体棒两端放在导轨上，并与之密接．已知导轨单位长度的电阻为r，导线和导体棒的电阻均忽略不计．从t=0时刻起，导体棒在平行于导轨的拉力作用下，从导轨最左端由静止做加速度为a的匀加速运动，求：
    （1）t时刻导体棒中的电流I和此时回路的电功率P；
    （2）t时间内拉力做的功．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通入同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为（　　）
    A．沿abcda不变B．沿adcba不变
    C．由abcda变成adcbaD．由adcba变abcda

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