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11.如圖39所示,固定的水平光滑金屬導軌,間距為L,左端接有阻值為 R的電阻,處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中,質量為m的導體棒與固定彈簧相連,放在導軌上,導軌與導體棒的電阻均可忽略.初始時刻,彈簧恰處于自然長度,導體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導軌往復運動的過程中,導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸.

(1)求初始時刻導體棒受到的安培力.

(2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時,彈簧的彈性勢能為Ep,則這一過程中安培力所做的功W1和電阻R上產生的焦耳熱Q1分別為多少?

(3)導體棒往復運動,最終將靜止于何處?從導體棒            

圖39

開始運動直到最終靜止的過程中,電阻R上產生的焦耳熱Q為多少?                          

 

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文本框: 圖38

 

 

 

 

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(2)若m=0.5kg, L=0.5m, R=0.5;磁感應強度B為多大?

(3)由v―F圖線的截距可求得什么物理量?其值為多少?

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10.水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置,間距為L,一端通過導線與阻值為R的電阻連接;導軌上放一質量為m的金屬桿如圖37所示,金屬桿與導軌的電阻忽略不計;均勻磁場豎直向下. 用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終將做勻速運動,當改變拉力的大小時,相對應的勻速運動速度v也會變化,v與F的關系如圖38所示(取重力加速度g=10m/s2)。

(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動?

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(3)在上問中,若R=2Ω,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)                                                       

 

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文本框: 圖369.如圖36所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成θ=37°,下端滑連接阻值為R的電阻,勻強磁場方向與導軌平面垂直,質量為0.2kg,電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數為0.25.                                                         

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;

(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小;

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(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環OL2O′ 以OO′ 為軸向上翻轉90º,若此時磁場隨時間均勻變化,其變化率為ΔB/Δt=4T/s,求L1的功率。                                                            

 

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磁場與環面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金屬環上分別接有燈

L1L2,兩燈的電阻均為R =2Ω,一金屬棒MN與金屬環接觸良

好,棒與環的電阻均忽略不計(1)若棒以v0=5m/s的速率在環

上向右勻速滑動,求棒滑過圓環直徑OO′ 的瞬時(如圖35所         圖35

示)MN中的電動勢和流過燈L1的電流。

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