（18分）如圖所示，兩條足夠長相距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角放置，金屬導(dǎo)軌上各有一根豎直光滑擋桿，擋桿與金屬導(dǎo)軌的交點(diǎn)連線和金屬導(dǎo)軌垂直，在金屬導(dǎo)軌之間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有兩根質(zhì)量均為m，電阻均為R的金屬桿垂直放置在金屬導(dǎo)軌上，其中ab桿放在豎直光滑擋桿前處于靜止，cd桿在平行于金屬導(dǎo)軌向上的拉力F作用下處于靜止，其他部分電阻不計(jì)。

（1）增大拉力F使cd桿沿金屬導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab桿對豎直光滑擋桿壓力恰好為零而處于靜止時(shí)，求cd桿沿金屬導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的速度v；

（2）在cd桿沿金屬導(dǎo)軌由靜止向上加速至速度為v的過程中，cd桿沿金屬導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的距離為l0，求此過程中流過ab桿橫截面的電量Q．

解（1）當(dāng)ab桿對豎直光滑檔桿壓力恰好為零而處于靜止時(shí)，ab桿cd桿受力分析分別如圖a、b所示，由平衡條件得ab桿受安培力方向沿金屬導(dǎo)軌向上，大小為                                 （2分）                                                     

此時(shí)cd桿沿金屬導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為v，cd桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 ：

                    （2分）

abcd回路中電流為 ：          （2分）

ab桿受安培力為：          （2分）

由以上各式解得 ：    （2分）

（2）流過ab桿橫截面的電量Q滿足：

      （2分）

又：    ，     （2分）

Δφ=Bll0        （2分）

由以上各式解得 ：         （2分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L=0.5m．在導(dǎo)軌的一端分別接有阻值均為0.6Ω的電阻R1、R2，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計(jì)，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場，同時(shí)受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=2m處速度達(dá)到穩(wěn)定．求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）若拉力在金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度前某一時(shí)刻突然反向，大小不變，從拉力反向到棒的速度減為零時(shí)止，通過R1的電量為0.1C，R1上產(chǎn)生的熱量為0.54J，則拉力反向時(shí)棒的速度v3多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?山西模擬）如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab置于導(dǎo)軌上．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，在桿ab上作用一水平向右的恒力F使桿ab向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場．經(jīng)過一段時(shí)間后，閉合開關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．關(guān)于金屬桿ab的v-t圖象可能是的（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?鎮(zhèn)江一模）如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab置于導(dǎo)軌上．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，在桿ab上作用一水平向右的恒力F，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場．一段時(shí)間后閉合開關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．下列關(guān)于金屬桿ab的v-t圖象不可能的是 （　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L=0.5m．在導(dǎo)軌的一端接有阻值為0.8Ω的電阻R，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計(jì)，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場，同時(shí)受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=6m處速度達(dá)到穩(wěn)定．求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）從金屬直桿進(jìn)入磁場到金屬直桿達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多大？通過R的電量是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌相距L，與水平面的夾角為q，整個(gè)空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，虛線上方軌道光滑且磁場方向向上，虛線下方軌道粗糙且磁場方向向下．當(dāng)導(dǎo)體棒EF以初速度v0沿導(dǎo)軌上滑至最大高度的過程中，導(dǎo)體棒MN一直靜止在導(dǎo)軌上，若兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m、電阻均為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，在此過程中導(dǎo)體棒EF上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求：
（1）導(dǎo)體棒MN受到的最大摩擦力；
（2）導(dǎo)體棒EF上升的最大高度．

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