（18分）如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直放在P、Q導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd的邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，金屬框a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框的上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力�，F(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動時計(jì)時，懸掛金屬框的細(xì)線的拉力T隨時間t的變化如圖乙所示，求：

(1)t0時刻以后通過ab邊的電流；

(2)t0時刻以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動的速度；

(3)電動機(jī)牽引力的功率P。

 

【答案】

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【解析】

本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律與牛頓運(yùn)動定律的結(jié)合，當(dāng)導(dǎo)線框靜止不動時受力平衡，受到豎直向上的兩個安培力的作用，由受力平衡及安培力F=BIl可求得線框電流大小，再由E=BLv可求得導(dǎo)體棒速度，由電動機(jī)功率P=Fv，F(xiàn)為牽引力，對導(dǎo)體棒F等于摩擦力與安培力之和，由此可求得牽引力F大小，再由第二問求得的速度大小帶入P=Fv即可求得電動機(jī)功率大小

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd，邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B，方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力．現(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動計(jì)時，懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時間的變化如圖乙所示，求：
（1）t0時間以后通過ab邊的電流；
（2）t0時間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動的速度；
（3）電動機(jī)的牽引力功率P．

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科目：高中物理 來源：2013屆黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期開學(xué)考試物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直放在P、Q導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd的邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，金屬框a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框的上半部分處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力�，F(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動時計(jì)時，懸掛金屬框的細(xì)線的拉力T隨時間t的變化如圖乙所示，求：

(1)t0時刻以后通過ab邊的電流；
(2)t0時刻以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動的速度；
(3)電動機(jī)牽引力的功率P。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd，邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B，方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力.現(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動計(jì)時，懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時間的變化如圖乙所示，求：

   （1）t0時間以后通過ab邊的電流

   （2）t0時間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動的速度

   （3）電動機(jī)的牽引力功率P

 

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科目：高中物理 來源：2009年山東省濰坊市高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖甲所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的金屬長直導(dǎo)軌，間距為d，處在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ef與P、Q導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ．質(zhì)量為M的正方形金屬框abcd，邊長為L，每邊電阻均為r，用細(xì)線懸掛在豎直平面內(nèi)，ab邊水平，線框的a、b兩點(diǎn)通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強(qiáng)磁場中，下半部分處在大小也為B，方向垂直框面向外的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力．現(xiàn)用一電動機(jī)以恒定功率沿導(dǎo)軌方向水平牽引導(dǎo)體棒ef向左運(yùn)動，從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動計(jì)時，懸掛線框的細(xì)線拉力T隨時間的變化如圖乙所示，求：
（1）t時間以后通過ab邊的電流；
（2）t時間以后導(dǎo)體棒ef運(yùn)動的速度；
（3）電動機(jī)的牽引力功率P．

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