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    如图12-62所示，两根足够长且电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，匀强磁场垂直于导轨所在的平面.两根质量均为m且电阻不相同的金属杆甲和乙跨放在导轨上，两金属杆始终与导轨垂直.现在在金属杆甲上加一个与金属杆甲垂直且水平向右的恒力F，使金属杆甲从静止开始沿导轨向右滑动.与此同时，在金属杆乙上加上另外一个与金属杆乙垂直且水平向左的拉力，该拉力的功率恒为P，使金属杆乙也由静止开始沿导轨向左滑动.已知经过时间t，甲杆位移为s，两金属杆上产生的焦耳热之和为Q，此时两杆刚好都匀速运动，在该时刻立即撤去作用在乙上的拉力.试求在以后的过程中，甲、乙两杆组成的系统，最多还能产生多少焦耳热？

    图12-62
    在t时间内的过程中，设t秒末甲速度为v1，乙速度为v2．
    有：Pt+Fs=Q++
    因t秒末二者都匀速，甲、乙两杆所受的安培力都等于拉力，所以有：P=Fv2
    以上联合解得：v2=
    v1=
    t时刻以后的过程中，甲、乙二者组成的系统所受的合外力为零，系统动量守恒．当二者速度大小方向都相同时，回路中电流为零，不再产生焦耳热，二者都做匀速直线运动，运动方向和v2相同，设共同速度为v，产生的焦耳热为Q′．由动量守恒得：mv2-mv1=2mv
    由能的转化与守恒得
    解得：v=
    Q′=[Pt+Fs-Q+]．
    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：计算题

    如图，光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的    匀强磁场，磁感强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距l0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：
    （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；
    （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为３Ω的电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场。（不计a、b之间的作用）求：
    （1）在整个过程中，a棒和b棒分别克服安培力做了多少功？
    （2）在b穿过磁场区域过程中，电阻R产生的电热；
    （3）M点和N点距L1的高度分别为多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图3-5-22所示，MN、PQ为两根间距不均的金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，导轨的一端接阻值为10 Ω的电阻R1和电流表，另一端接阻值为5 Ω的电阻R2.质量为m="0.1" kg的金属棒放在导轨ab处，以初速度v0="8" m/s滑到导轨的a′b′处，历时t="0.08" s.导轨在ab处的间距L1="0.5" m,在a′b′处的间距L2="1.0" m.若金属棒滑动时始终与导轨接触良好，电流表的示数保持不变，不计棒与导轨间的摩擦以及其他电阻的影响.求：

    图3-5-22
    （1）金属棒在导轨a′b′处的速度；
    （2）电流表的示数；
    （3）匀强磁场的磁感应强度.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示(   )
    A．若固定ab，使cd向右滑动，abcd回路有电流，电流方向由a到b到d到c
    B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abcd回路有电流，电流方向由c到d到b到a
    C．若ab向左、cd向右同时运动，则abcd回路电流为零
    D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd＞vab，则abcd回路有电流，电流方向由c到d到b到a

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图3-6-9所示，光滑导轨水平放置，匀强磁场竖直向上，金属棒ab、cd质量相等.开始给ab一个冲量，使它具有向右的初速度v，经过一段时间后，金属棒cd的速度(    )

    图 3-6-9
    A．向右，等于vB．向左，等于v
    C．向右，等于v/2D．静止不动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，两个金属轮A1、A2，可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1和O2转动，O1和O2相互平行，水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成，A1轮的辐条长为a1、电阻为R1，A2轮的辐条长为a2、电阻为R2，连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点，绳在D上绕足够匝数后，悬挂一质量为m的重物P。当P下落时，通过细绳带动D和A1绕O1轴转
    动。转动过程中，A1、A2保持接触，无相对滑动；两轮与各自细轴之间保持良好的电接触；两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连。除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与转轴平行。现将P释放，试求P匀速下落时的速度。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，金属杆ab放在两水平放置的长直平行金属导轨上，导轨电阻不计，导轨间的宽度为1.0m，其间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T，现用导线与插入电解槽中的两惰性电极C，D相连，回路的总电阻为2Ω，电解液为500mL的CuSO4溶液，现对棒施加一大小为3N的水平恒力，棒恰好开始运动，最后达到稳定状态，从棒开始运动到棒达到稳定状态的过程中，C，D中的某电极增重3.2mg．(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积的变化)

    (1)写出电极D的反应式；
    (2)写出电解CuSO4溶液的化学方程式；
    (3)棒达到稳定状态时的速度为多大？
    (4)ab棒刚达到稳定速度时，溶液中氢离子浓度约为多少？
    (5)从棒开始运动到达到稳定过程中，棒ab移动的距离？
     

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    有一种磁性加热装置，其关键部分由焊接在两个等大的金属环上的n根间距相等的平行金属条组成，成“鼠笼”状，如图420所示.每根金属条长度为L，电阻为R，金属环的直径为D、电阻不计.图中虚线所示的空间范围内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距，当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心轴OO′旋转时，始终有一根金属条在垂直切割磁感线，“鼠笼”的转动由一台电动机带动，这套设备的效率为η，求电动机输出的机械功率.

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