如圖所示，足夠長的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連，平行地固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置，其質(zhì)量為m,電阻為r，金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab，使之由圖中位置從靜止開始水平向右運(yùn)動(dòng)，桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時(shí)間t后，ab桿開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g），求：

（1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中，通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

（1）
（2） ，

解析試題分析：（1） 由于ab桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合力必為零，因此
                  （2分）
由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，桿ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)
              （1分）
由閉合電路歐姆定律可知                   （1分）
              （1分）
解得                   （1分）
(2) 在加速過程中任意時(shí)刻，由牛頓第二定律可知
               （2分）


                 （2分）

               （2分）
解得：                   （2分）
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/b0/0/gw7i93.png" style="vertical-align:middle;" />                （1分）
  
              （2分）
解得                    （1分）
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

兩個(gè)大小不同的絕緣金屬圓環(huán)如右圖疊放在一起，小圓環(huán)有一半面積在大圓環(huán)內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)通上順時(shí)針方向電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是(　　)

A．順時(shí)針方向
B．逆時(shí)針方向
C．左半圓順時(shí)針，右半圓逆時(shí)針
D．無感應(yīng)電流

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，一閉合線圈a懸吊在一個(gè)通電長螺線管的左側(cè)，如果要使線圈中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向____滑動(dòng)。要使線圈a保持不動(dòng)，應(yīng)給線圈施加一水平向____的外力。 （填向“左”或向“右”）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在豎直平面內(nèi)一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1=0.4m，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向里，一質(zhì)量為m=0.8kg的金屬棒ab，垂直于MN、PQ緊貼在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好，其接入在導(dǎo)軌間的電阻r=1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)的電路。R1=1.0Ω，R2=1.5Ω。R2兩端通過細(xì)導(dǎo)線連接質(zhì)量M=0.12kg的正方形金屬框cdef，正方形邊長L2=0.2m，每條邊的電阻r0=1.0Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中�，F(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計(jì)其他電阻及摩擦，g取10m/s2。

（1）將K斷開，求棒下滑過程中達(dá)到的最大速率vm以及速率達(dá)到0.5vm時(shí)棒的加速度大��；
（2）將開關(guān)K閉合后，從棒釋放到細(xì)導(dǎo)線剛好沒有拉力的過程中，棒上產(chǎn)生的電熱為2J，求此過程棒下滑的h。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖甲所示，靜止在粗糙水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)N=10、總電阻R = 2.5Ω、邊長L = 0.3m，處在兩個(gè)半徑均為r =的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓形中心重合，線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓形中心重合．磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外，大小不變、B2垂直水平面向里，大小隨時(shí)間變化，B1、B2的值如圖乙所示．線框與水平面間的最大靜摩擦力f =" 0.6N" ，（取），求：
（1）t = 0時(shí)刻穿過線框的磁通量；
（2）線框滑動(dòng)前的電流強(qiáng)度及電功率；
（3）經(jīng)過多長時(shí)間線框開始滑動(dòng)及在此過程中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直，開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，速度記為v0，從此時(shí)刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時(shí)間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一長度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在如圖所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域I的磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，磁場(chǎng)的寬度均為L，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ區(qū)時(shí)，恰好以速度 v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時(shí)，線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的動(dòng)能變化量大小為△Ek，重力對(duì)線框做功的絕對(duì)值為W1，安培力對(duì)線框做功的絕對(duì)值為W2，下列說法中正確的有（     ）

A．v2=4v1
B．v2=v1
C．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機(jī)械能減小了W2
D．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動(dòng)能的變化量大小為△Ek= W2－W1。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行導(dǎo)軌PQ、MN，PQ、MN的電阻不計(jì)，間距為P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.電阻均為，質(zhì)量分別為和的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導(dǎo)軌上，現(xiàn)固定棒L1，L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)，試求:

(1)當(dāng)電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時(shí)，棒L2的加速度多大？
(2)棒L2能達(dá)到的最大速度。

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