如圖所示，電阻可忽略的一定長(zhǎng)度的光滑平行金屬導(dǎo)軌MM/、NN/固定在水平面上，導(dǎo)軌間距d=0.8m，左端M/N/間接一阻值R=1.5的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，距NN/端L=1m處有一金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，其質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.5，在F=2N的水平拉力作用下，由靜止開(kāi)始向M/N/端運(yùn)動(dòng)，到M/N/的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=0.3J,。求

（1）當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度為1m/s時(shí)，棒上的電流大小和方向。

（2）金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到M/N/的過(guò)程中，流過(guò)電阻R上的電荷量。

（3）金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度v

 

 

【答案】

（1）0.4A，從b到a（2）0.4C（3）vm=4m/s

【解析】

試題分析：（1）電動(dòng)勢(shì)   ，所以電流大小，代入數(shù)據(jù)  I=0.4A

根據(jù)右手定則，電流方向b到a。 

（2）電荷量 ，電流大小   電動(dòng)勢(shì) 且所以化簡(jiǎn)得，代入數(shù)據(jù)：

（3）金屬棒上產(chǎn)生的熱量       

金屬棒克服安培力做功  

根據(jù)動(dòng)能定理   

所以vm=4m/s  

考點(diǎn)：切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)、電路識(shí)別、動(dòng)能定理

點(diǎn)評(píng)：此類題型考察了切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電路識(shí)別、有關(guān)電量計(jì)算和根據(jù)動(dòng)能定理求解相關(guān)問(wèn)題的能力

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，電阻可忽略的一定長(zhǎng)度的光滑平行金屬導(dǎo)軌MM′、NN′固定在水平面上，導(dǎo)軌間距d=0.8m，左端M′N(xiāo)′間接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，距NN′端L=1m處有一金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，其質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.5Ω，在F=2N的水平拉力作用下，由靜止開(kāi)始向M′N(xiāo)′端運(yùn)動(dòng)，到M′N(xiāo)′的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR=0.3J，．求：
（1）當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度為1m/s時(shí)，棒上的電流大小和方向．
（2）金屬棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到M′N(xiāo)′的過(guò)程中，流過(guò)電阻R上的電荷量．
（3）金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm．

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012學(xué)年廣東省中大附中高二期中考試物理試題（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖所示，電阻可忽略導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)線框ab和dc的寬度為l，在bc段接入阻值為R的電阻，ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)電桿，桿的質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab和cd保持良好接觸，且能沿導(dǎo)線框ab和dc無(wú)摩擦地滑動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與框面垂直. 現(xiàn)用一恒力F豎直向上拉導(dǎo)體桿ef，當(dāng)導(dǎo)體桿ef上升高度為h時(shí)，導(dǎo)體桿ef恰好勻速上升，求：

（1）此時(shí)導(dǎo)體桿ef勻速上升的速度v的大��；
（2）導(dǎo)體桿ef上升h的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q的大小.

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012年度江蘇省姜堰市蔣垛中學(xué)高三聯(lián)考物理卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，電阻可忽略不計(jì)的光滑水平軌道，導(dǎo)軌間距L=1m，在導(dǎo)軌左端接阻值R=0.3Ω的電阻。在導(dǎo)軌框內(nèi)有與軌軌平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為矩形區(qū)域cdef，其中cd、ef與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)寬度剛好等于軌軌間距L，磁場(chǎng)長(zhǎng)度s=1m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一質(zhì)量為m=1kg，電阻r="0.2" Ω的金屬導(dǎo)體棒MN垂直放置于導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)對(duì)金屬棒施以垂直于導(dǎo)軌的水平外力F，金屬棒從磁場(chǎng)的左邊界cd處由靜止開(kāi)始以加速度a=0.4m/s2作勻加速運(yùn)動(dòng)。
(1) 推導(dǎo)出水平拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
(2) 力F作用一段時(shí)間t1后撤去力F；若已知撤去F后金屬棒的速度v隨位移x的變化關(guān)系為(v0為撤去F時(shí)金屬棒速度)，并且金屬棒運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)速度恰好為零，則外力F作用的時(shí)間t1為多少？
(3) 若在金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域前撤出外力F，試定性畫(huà)出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨位移變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線．(直接畫(huà)圖，不需要進(jìn)行有關(guān)推導(dǎo))

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科目：高中物理 來(lái)源：2013-2014學(xué)年高考物理大二輪復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律的應(yīng)用（解析版） 題型：計(jì)算題

如圖所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′固定在豎直方向，導(dǎo)軌間距d＝0.8 m，下端NN′間接一阻值R＝1.5 Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面．距下端h＝1.5 m高處有一金屬棒ab與軌道垂直且接觸良好，其質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻r＝0.5 Ω，由靜止釋放到下落至底端NN′的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR＝1.05 J．g＝10 m/s2.求：

(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力所做的功WA；

(2)金屬棒下滑速度為2 m/s時(shí)的加速度a；

(3)金屬棒下滑的最大速度vm.

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2011-2012年度江蘇省姜堰市高三聯(lián)考物理卷 題型：計(jì)算題

如圖所示，電阻可忽略不計(jì)的光滑水平軌道，導(dǎo)軌間距L=1m，在導(dǎo)軌左端接阻值R=0.3Ω的電阻。在導(dǎo)軌框內(nèi)有與軌軌平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為矩形區(qū)域cdef，其中cd、ef與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)寬度剛好等于軌軌間距L，磁場(chǎng)長(zhǎng)度s=1m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一質(zhì)量為m=1kg，電阻r=0.2 Ω的金屬導(dǎo)體棒MN垂直放置于導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好�，F(xiàn)對(duì)金屬棒施以垂直于導(dǎo)軌的水平外力F，金屬棒從磁場(chǎng)的左邊界cd處由靜止開(kāi)始以加速度a=0.4m/s2作勻加速運(yùn)動(dòng)。

(1) 推導(dǎo)出水平拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；

(2) 力F作用一段時(shí)間t1后撤去力F；若已知撤去F后金屬棒的速度v隨位移x的變化關(guān)系為(v0為撤去F時(shí)金屬棒速度)，并且金屬棒運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)速度恰好為零，則外力F作用的時(shí)間t1為多少？

(3) 若在金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域前撤出外力F，試定性畫(huà)出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨位移變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線．(直接畫(huà)圖，不需要進(jìn)行有關(guān)推導(dǎo))

 

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