[题目]如图所示.一矩形金属框架与水平面成角θ＝37°.宽L＝0.4m.上.下两端各有一个电阻R0＝2Ω.框架的其他部分电阻不计.框架足够长.垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场.磁感应强度B＝1.0T．ab为金属杆.与框架良好接触.其质量m＝0.1kg.电阻r＝1.0Ω.杆与框架的动摩擦因数μ＝0.5．杆由静止开始下滑.在速度达到最大的过程中.上� 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，一矩形金属框架与水平面成角θ＝37°，宽L＝0.4m，上、下两端各有一个电阻R0＝2Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T．ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m＝0.1kg，电阻r＝1.0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ＝0.5．杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0＝0.5J（取g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）．求：

(1)流过ab杆的电流方向及最大电流Im；

(2)ab杆的最大速度vm；

(3)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离s．

【答案】(1) (2) (3)s=11.56m

【解析】本题考查电磁感应中的单棒问题。

（1）由右手定则可得电流方向：从b到a

达到最大速度后，由平衡条件：，解得：

（2）电路中的总电阻：

电路中的最大电动势：

由法拉第电磁感应定律，解得

（3）依题意，知电路中产生的总焦耳热 Q总＝4Q0＝2 J

由能量守恒定律得

代入数据，解得

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A. A、C两点电势差为UAC=5V

B. y轴上所有点电势相等

C. 将电量为8.0×10-16C 正电荷由B点移动到C点电势能增加2.0×10-15J

D. 该匀强电场的场强为250N/C

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