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如下图所示,电阻不计的平行金属导轨MNOP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好,现用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CDCD受摩擦阻力f恒为0.5 N.求

(1)CD运动的最大速度是多少?

(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?

(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?

答案:
解析:

  解析:(10分)(1)对于导体棒CD,由安培定则得:F0BId(1分)

  根据法拉第电磁感应定律有:EBdv(1分)

  在闭合回路CDOM中,由闭合电路欧姆定律得:IE/(Rr)(1分)

  当vvmax时,有:FF0f(1分)

  上各式可解得m/s(1分)

  (2)当CD达到最大速度时有EBdvmax(0.5分),则可得ImaxEmax/(R+r)(0.5分)

  由电功率公式可得(0.5分)

  由以上各式可得电阻R消耗的电功率是:(0.5分)

  (3)当CD的速度为最大速度的一半时(0.5分)

  回路中电流强度为:/(Rr)(0.5分),CD受到的安培力大小d(0.5分)

  由牛顿第二定律得:FFfma(0.5分),代入数据可解得:a=2.5 m/s2(1分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图所示,电阻不计的平行金属导轨MNOP放置在水平面内.MO间接有阻值为R=3 Ω的电阻.导轨相距d=1 m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.质量为m=0.1 kg,电阻为r=1 Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F=1 N向右拉动CD.CD受摩擦阻力Ff恒为0.5 N.求:

(1)CD运动的最大速度是多少?

(2)当CD到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?

(3)当CD的速度为最大速度的一半时,CD的加速度是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如下图所示,电阻不计的足够长平行金属导轨MNOP放置在水平面内.MO间接有阻值为R = 3Ω的电阻.导轨相距d = 1m,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B = 0.5T.质量为m = 0.1kg,电阻为r = 1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好,现用平行于MN的恒力F = 1N向右拉动CDCD受摩擦阻力f恒为0.5N,求

(1)CD运动的最大速度是多少?

(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?

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(1)CD运动的最大速度是多少?

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如图所示,电阻不计的平行导轨竖直固定,上端接有电阻R,高度为h的匀强磁场与导轨平面垂直。一导体棒从磁场上方的A位置释放,用x表示导体棒进入磁场后的位移,i表示导体棒中的感应电流大小,表示导体棒的速度大小,EK表示导体棒的动能,a表示导体棒的加速度大小,导体棒与导轨垂直并接触良好。以下图象可能正确的是

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