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          如圖所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放里在傾角為的絕緣斜面上，兩導軌間距為L。 M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直．整套裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上．導軌和金屬桿的電阻可忽略．讓金屬桿ab沿導軌由靜止開始下滑，經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿達到最大速度vm，在這個過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q．導軌和金屬桿接觸良好，它們之間的動摩擦因數(shù)為，且<tan。已知重力加速度為g。
            
          (1)求磁感應強度的大��；
            
          (2)金屬桿在加速下滑過程中，當速度達到時，求此時桿的加速度大��；
            
          (3)求金屬桿從靜止開始至達到最大速度的過程中下降的高度．
            
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          (1) 。    
            
          (2 。
            
          (3) 。
              
          解析:
           (1)當桿達到最大速度時受力平衡，則
            
          電路中電流為
            
          解得。    
            
          (2)當桿的速度為時，由牛頓第二定律得
            
          此時電路中電流為
            
          解得。
            
          (3)設金屬桿從靜止開始至達到最大速度的過程中下降的高度為h，由能量守恒得
            
           
            
          又，得。
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
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				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行放置，導軌平面與水平面的夾角為θ，導軌的下端接有電阻．當導軌所在空間沒有磁場時，使導體棒ab以平行導軌平面的初速度v0沖上導軌平面，ab上升的最大高度為H；當導軌所在空間存在方向與導軌平面垂直的勻強磁場時，再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導軌平面，ab上升的最大高度為h．兩次運動中導體棒ab始終與兩導軌垂直且接觸良好．關于上述情景，下列說法中正確的是（　�。�
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為α=30°，導軌電阻不計，導軌處在垂直導軌平面斜向上的有界勻強磁場中．兩根電阻都為R=2Ω、質量都為m=0.2kg的完全相同的細金屬棒ab和cd垂直導軌并排靠緊的放置在導軌上，與磁場上邊界距離為x=1.6m，有界勻強磁場寬度為3x=4.8m．先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab剛進入磁場就恰好做勻速運動，此時立即由靜止釋放金屬棒cd，金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動．兩金屬棒在下滑過程中與導軌接觸始終良好（取重力加速度g=10m/s2）．求：
          （1）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I；
          （2）金屬棒cd在磁場中運動的過程中通過回路某一截面的電量q；
          （3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖所示，兩根足夠長的固定平行金屬導軌位于同一水平面內，導軌間的距離為L，導軌上橫放著兩根導體棒ab和cd．設兩根導體棒的質量皆為m，電阻皆為R，導軌光滑且電阻不計，在整個導軌平面內都有豎直向上的勻強磁場，磁感強度為B．開始時ab和cd兩導體棒有方向相反的水平初速，初速大小分別為v0和2v0，求：
          （1）從開始到最終穩(wěn)定回路中產(chǎn)生的焦耳熱．
          （2）當ab棒的速度大小變?yōu)?span id="ayvaoz9"    class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
          v04
          ，回路中消耗的電功率的可能值．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導軌與水平面成53°夾角固定放置，導軌間連接一阻值為6Ω的電阻R，導軌電阻忽略不計．在兩平行虛線m、n間有一與導軌所在平面垂直、磁感應強度為B的勻強磁場．導體棒a的質量為ma=0.4kg，電阻Ra=3Ω；導體棒b的質量為mb=0.1kg，電阻Rb=6Ω；它們分別垂直導軌放置并始終與導軌接觸良好．a(chǎn)、b從開始相距L0=0.5m處同時將它們由靜止開始釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b剛穿出磁場時，a正好進入磁場（g取10m/s2，不計a、b之間電流的相互作用）．求：
          （1）當a、b分別穿越磁場的過程中，通過R的電荷量之比；
          （2）在穿越磁場的過程中，a、b兩導體棒勻速運動的速度大小之比；
          （3）磁場區(qū)域沿導軌方向的寬度d為多大；
          （4）在整個過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2011?湖南模擬）如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導軌相距為l=0.5m，導軌平面與水平面間的夾角θ=30°，整個導軌平面處于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小B=0.4T，方向垂直導軌平面，在導軌上垂直導軌放置兩金屬棒ab和cd，長度均為0 5m，cd棒的質量m=0.2kg、電阻R=0.2Ω，不計ab棒和金屬導軌的電阻，兩棒與金屬導軌接觸良好且可沿導軌自由滑動．現(xiàn)ab棒在外力作用下，始終以恒定速度v=1.5m/s沿著導軌向上滑動，cd棒則由靜止釋放，g取10m/s2．求：
          （1）剛釋放cd棒時cd棒所受合力的大小和方向；
          （2）閉合回路中的最大電流和金屬棒cd的最終速度．
          

			
          

			
          
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