如图，ab和cd为质量m=0．1kg、长度L=0．5m、电阻R=0．3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0．5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0．2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0．5m、倾角为
的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0．2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0．5，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？
（2）ab转动的角速度大小；
（3）作用在ab上的外力的功率。
高二物理计算题中等难度题
如图，ab和cd为质量m=0．1kg、长度L=0．5m、电阻R=0．3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0．5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0．2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0．5m、倾角为的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0．2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0．5，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？
（2）ab转动的角速度大小；
（3）作用在ab上的外力的功率。
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如图，ab和cd为质量m=0.1kg、长度L=0.5m、电阻R=0.3Ω的两相同金属棒，ab放在半径分别为r1=0.5m和r2=1m的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为B=0.2T竖直向上的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L=0.5m、倾角为
的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度也为B=0.2T方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体棒电阻外其余电阻均不计。ab在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，使cd在倾斜导轨上保持静止。ab与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）从上向下看ab应沿顺时针还是逆时针方向转动？
（2）ab转动的角速度大小；
（3）作用在ab上的外力的功率。
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(16分)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=lm，电阻R1=3Ω，R2=1.5Ω，导轨上放一质量m=1kg的金属杆，长度与金属导轨等宽，与导轨接触良好，金属杆的电阻r=1.0Ω，导轨电阻忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下．现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动．图乙所示为通过金属杆中的电流平方(I2)随位移(x)变化的图线，当金属杆运动位移为5m时，求：
(1)金属杆的动能：
(2)安培力的功率；
(3)拉力F的大小．
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如图所示，足够长的平行光滑金属导轨竖直固定放置，导轨间距L=0.2m，完全相同的两金属棒ab、cd均垂直于导轨放置且与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，两棒的质量均为m=O.O1kg，电阻均为R=0.2Ω，回路中其余电阻忽略不计.cd棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T.棒ab在恒力F作用下由静止开始向上运动，位移x=O.1m时达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零．g取1Om/s2.求：
(1)恒力F的大小；
(2)在此过程中ab棒产生的焦耳热.
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（12分） 如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2. 相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触．当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab位移x的大小．
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如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度L＝0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数u＝0.2，相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab运动到某处时，框架恰好开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架恰好开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab位移x的大小．
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如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4 m 的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω 的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.求框架开始运动时ab速度v的大小；
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（12分）如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，框架电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触．当ab运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程ab位移x的大小．
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如图，质量m1＝0．1 kg，电阻R1＝0．3 Ω，长度l＝0．4 m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2＝0．2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0．2。相距0．4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2＝0．1 Ω的MN垂直于MM′，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0．5 T。垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。
（1）若框架固定，求导体棒ab能达到的最大速度vm的大小；
（2）若框架不固定，求框架开始运动时ab速度v的大小；
（3）当ab运动到某处时，框架开始运动。从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0．1 J，求该过程ab位移x的大小。
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