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精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
精英家教網如圖所示,兩條固定的光滑平行長金屬導軌ef與gh相距L,電阻忽略不計,兩導軌在同一平面內,導軌上放有兩根和導軌垂直的細金屬桿ab和cd,處在豎直向上的勻強磁場中,桿cd系細繩,繩跨過定滑輪與重物相連,重物放在地面上.已知B=1T,L=0.50m,重物質量m=2kg,桿ab和cd的總電阻R=0.1Ω.現使桿ab向左平動,g取10m/s2,求:
(1)桿ab的速度增大到何值時,桿cd剛能把重物提起?
(2)如果m以1m/s的速度勻速上升,那么桿ab的速度為多大?此時外力拉動桿做功的功率又為多大?
分析:(1)由受力分析知剛好動時安培力等于物體的重力,再由閉合電路的歐姆定律即E=BLV可以解得ab桿的速度v;
(2)由m勻速上升可以知mg=BI1L,再由閉合電路的歐姆定律即E=BLV可以解得ab桿的速度v1;由P=FV可以求得外力的功率.
解答:解:(1)設cd剛好能把重物提起時,電路中的電流為I,此時ab桿的運動速度為v,
則BIL=mg ①
I=
E
R
=
BLv
R
 ②
聯立①②,代入數據解得:v=
mgR
B2L2
=8m/s

(2)設m的速度為v0,即v0=1m/s,設此時電路的電流為I1,桿ab的速度為v1
則BI1L=mg ③
I1=
E1
R
=
BL(v1-v0)
R

聯立③④代入數據解得 v=v0+
mgR
B2L2
=9m/s

此時外力的功率為  P=Fv1=BI1Lv1=mgv1=180W
答:(1)桿ab的速度增大到8m/s時,桿cd剛能把重物提起;
(2)如果m以1m/s的速度勻速上升,那么桿ab的速度為9m/s,此時外力拉動桿做功的功率又為180W.
點評:此題要求學生會根據受力分析和電磁感應定律以及歐姆定律解題,綜合性強些.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩條平行的足夠長的光滑金屬導軌與水平面成α=53°角,導軌間距離L=0.8m.其上端接一電源和一固定電阻,電源的電動勢E=1.5V,其內阻及導軌的電阻可忽略不計.固定電阻R=4.5Ω.導體棒ab與導軌垂直且水平,其質量m=3×10-2kg,電阻不計.整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=0.5T.(g=10m/s2  sin53°=0.8  cos53°=0.6 )
(1)將ab棒由靜止釋放,最終達到一個穩定的速度,求此時電路中的電流.
(2)求ab穩定時的速度.
(3)求ab棒以穩定速度運動時電路中產生的焦耳熱功率PQ及ab棒重力的功率PG
從計算結果看兩者大小關系是怎樣的?請解釋為什么有這樣的關系?

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科目:高中物理 來源:遼寧省營口市2009-2010學年高二上學期期末考試物理試題 題型:038

如圖所示,兩條固定的光滑的平行長金屬導軌PQ和MN相距L=2 m,電阻忽略不計.

兩導軌在同一水平面上,導軌上放有兩根電阻均為r=1 Ω且與導軌垂直的細金屬桿ab和cd,處在豎直向上的磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中,桿cd系一細繩,繩跨過定滑輪與地面上一質量m=1 kg的重物相連,不計繩與滑輪以及滑輪與軸間的摩擦.最初ab、cd均靜止,且細繩繃直但無張力.t=0時刻,ab從靜止開始以2 m/s2加速度向左做勻加速直線運動.

求:(1)t=2 s末繩的張力大小?

(2)若t時刻物體離開地面,求t值.(g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩條固定的光滑的平行長金屬導軌PQ和MN相距L=2m,電阻忽略不計。兩導軌在同一水平面上,導軌上放有兩根電阻均為r=1Ω且與導軌垂直的細金屬桿ab和cd,處在豎直向上的磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,桿cd系一細繩,繩跨過定滑輪與地面上一質量m=1kg的重物相連,不計繩與滑輪以及滑輪與軸間的摩擦。最初ab、cd均靜止,且細繩繃直但無張力。t=0時刻,ab從靜止開始以2m/s2加速度向左做勻加速直線運動,

求:(1)t=2s末繩的張力大小?

(2)若t時刻物體離開地面,求t值。(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩條固定的光滑的平行長金屬導軌PQ和MN相距L=2m,電阻忽略不計。兩導軌在同一水平面上,導軌上放有兩根電阻均為r=1Ω且與導軌垂直的細金屬桿ab和cd,處在豎直向上的磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中,桿cd系一細繩,繩跨過定滑輪與地面上一質量m=1kg的重物相連,不計繩與滑輪以及滑輪與軸間的摩擦。最初ab、cd均靜止,且細繩繃直但無張力。t=0時刻,ab從靜止開始以2m/s2加速度向左做勻加速直線運動,

求:(1)t=2s末繩的張力大小?

    (2)若t時刻物體離開地面,求t值。(g=10m/s2

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