如圖所示，水平旋轉(zhuǎn)的平行金屬導軌M、N間接一阻值R=0.128Ω的電阻，軌道寬為L=0.8m．軌道上搭一金屬棒ab，其質(zhì)量m=0.4kg，ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，除R外其余電阻不計，垂直于軌道的勻強磁場的磁感應強度為B=2T，ab在一電動機的牽引下由靜止開始運動，經(jīng)過t=2s，ab運動了s=1.2m，剛好達到最大速度．此過程中電動機的平均輸出功率為8W，最大輸出功率14.4W．求：
（1）金屬棒ab運動的最大速度多大？
（2）該過程中電阻R上消耗的電能．（g=10m/s2）
（1）速度最大時，加速度為零，
則有F-μmg-BIL=0①
設最大速度為vm，
則有：F=
Pm
vm
②
電流I=
BLvm
R
③
把②③代入①得：
B2L2
R
v2m
+μmgvm-Pm=0，
解得：Vm=0.8m/s
（2）根據(jù)動能定理：
.
P
×t-μmg×s-WA=
1
2
m
v2m
-0
克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，電能消耗在電阻R上，
則有：WR=W安
根據(jù)動能定理知：
.
P
t-μmg-W安=
1
2
m
v2m
-0
代入數(shù)據(jù)解得WR=13.472J
答：（1）金屬棒ab運動的最大速度為0.8m/s；
（2）該過程中電阻R上消耗的電能13.472J．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導軌PQ、MN，其電阻不計，間距d=0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應強度B0=0.2T的勻強磁場中，兩金屬棒L1、L2平行地擱在導軌上，其電阻均為r=0.1Ω，質(zhì)量分別為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，由靜止開始運動．試求：
（1）當電壓表讀數(shù)為U=0.2V時，棒L2的加速度為多大；
（2）棒L2能達到的最大速度vm．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，將一根質(zhì)量為M=0.06kg的均勻?qū)Ь�桿彎成矩形閉合導線框abcd，其ab=cd=L1=0.1m，bc=ad=L2=0.2m．它的ad邊由aO、dO′兩軸承支撐沿水平放置，導線框位于豎直平面內(nèi)，bc段中點固定一質(zhì)量為m=0.02kg的小金屬球，整個裝置處在一方向豎直向上的勻強磁場中．當導線框中通以大小恒為1A的恒定電流I時，整個裝置以OO′為軸從靜止開始逆時針轉(zhuǎn)動．
（1）在圖中畫出導線框bc段中的電流方向；
（2）若導線框運動過程中與豎直方向的最大偏角θ為37°，則勻強磁場的磁感應強度B1為多大？（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）若已知磁感應強度B2=1T，則導線框在運動過程中，速度達到最大時，與豎直方向的偏角α為多大．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用均勻?qū)Ь�做成一個正方形線框，每邊長為0.2m，正方形的一半放在和線框垂直的垂直紙面向里的勻強磁場中，當磁場的變化為每0.1s增加1T時，線框中點a、b兩點的電勢差是（　　）
A．Uab=0.1VB．Uab=-0.1VC．Uab=0.2VD．Uab=-0.2V

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，相距為d的兩條水平虛線分別是水平向里的勻強磁場的上下邊界，磁場的磁感應強度大小為B，正方形線框abcd的邊長為L（L＞d）、質(zhì)量為m．將線框從磁場上方高h處由靜止開始釋放，當ab邊進入磁場時線框的速度為v0，cd邊剛穿出磁場時線框的速度也為v0．從ab邊剛進入磁場到cd邊剛穿出磁場的整個過程中（　�。�
A．線框中一直都有感應電流
B．線框在某一階段的加速度為g
C．做過一段減速運動
D．線框產(chǎn)生的熱量為mg（d+h+L）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，兩條電阻忽略不計的光滑平行金屬導軌ab、cd置于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，兩導軌間的距離L=0.6m．電阻r=0.1Ω金屬桿MN在水平向右的拉力作用下沿兩條導軌向右勻速滑動，速度v=10m/s，產(chǎn)生的感應電動勢為3V，電阻R=0.9Ω．由此可知，磁場的磁感應強度B=______T，MN受到的水平拉力F=______N．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，勻強磁場區(qū)域?qū)挒?L，磁感應強度為B，方向垂直紙面向外．由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd邊長為L，總電阻為R．在線框以垂直磁場邊界的速度v，勻速通過磁場區(qū)域的過程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場邊界平行．求：
（1）cd邊剛進入磁場時，ab中流過的電流及其兩端的電壓大��；
（2）在下面的乙圖中，畫出線框在穿過磁場的過程中，ab中電流I隨線框運動位移x的變化圖象，并在橫縱坐標中標出相應的值．取線框剛進入磁場時x=0，電流在線框中順時針流動方向為正．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，位于水平面內(nèi)間距為L的光滑平行導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面，導軌左端用導線相連，一質(zhì)量為m、長為L的直導體棒兩端放在導軌上，并與之密接．已知導軌單位長度的電阻為r，導線和導體棒的電阻均忽略不計．從t=0時刻起，導體棒在平行于導軌的拉力作用下，從導軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運動，求：
（1）t時刻導體棒中的電流I和此時回路的電功率P；
（2）t時間內(nèi)拉力做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在兩根平行長直導線M、N中，通入同方向同大小的電流，導線框abcd和兩導線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導線垂直的方向，自右向左在兩導線間勻速移動，在移動過程中，線框中感應電流的方向為（　�。�
A．沿abcda不變B．沿adcba不變
C．由abcda變成adcbaD．由adcba變abcda

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