一個(gè)“”形導(dǎo)軌PONQ，其質(zhì)量為M="2.0" kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強(qiáng)磁場中，另有一根質(zhì)量為m="0.60" kg的金屬棒CD跨放在導(dǎo)軌上，CD與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強(qiáng)磁場以ab為界，左側(cè)的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側(cè)磁場方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都是0.80 T，如圖所示。已知導(dǎo)軌ON段長為0.50 m，電阻是0.40 Ω，金屬棒CD的電阻是0.20 Ω，其余電阻不計(jì).導(dǎo)軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動，一直到CD中的電流達(dá)到4.0 A時(shí)，導(dǎo)軌改做勻速直線運(yùn)動.設(shè)導(dǎo)軌足夠長，取g=10 m/s2。求：

⑴導(dǎo)軌運(yùn)動起來后，C、D兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢較高？
⑵導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動時(shí)，水平拉力F的大小是多少？
⑶導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P="0.80" W時(shí)，水平拉力F做功的功率是多大？

（1）C（2）2.48 N （3）1.6 N（4）6.72 W

解析試題分析：（1）根據(jù)右手定則，可知C點(diǎn)電勢較高。
（2）導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時(shí)，CD棒所受安培力：F1="BIL=1.6" N，方向向右
導(dǎo)軌所受摩擦力為：，方向向右
導(dǎo)軌受安培力：F2="1.6" N，方向向右
水平拉力：F=F2+f="2.48" N。
（3）導(dǎo)軌以加速度a做勻加速運(yùn)動，速度為v時(shí)，有：①
當(dāng)速度為零時(shí)，水平力F最小，F(xiàn)m="1.6" N。
（4）CD上消耗電功率為0.8 W時(shí)，電路中的電流為：

此時(shí)由：
解得導(dǎo)軌運(yùn)動的速度：v4="3" m/s。
根據(jù)①可知：F4="2.24" N
力F做功的功率為P4=F4v4="6.72" W。
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)綜合問題，涉及到勻變速直線運(yùn)動，牛頓第二定律和電學(xué)的相關(guān)知識。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(16分)如圖所示，在xoy平面內(nèi)，y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E；在0＜x＜L區(qū)域內(nèi)，x軸上、下方有相反方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小均為2E；在x＞L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變、方向做周期性變化。一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(粒子重力不計(jì))，由坐標(biāo)為(－L，)的A點(diǎn)靜止釋放。

⑴求粒子第一次通過y軸時(shí)速度大��；
⑵求粒子第一次射入磁場時(shí)的位置坐標(biāo)及速度；
⑶現(xiàn)控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動，求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ=30°角放置，一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌上端M與P間連接阻值為R=0.30Ω的電阻，長L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導(dǎo)軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g=10m/s2

求：（1）在0.4s時(shí)間內(nèi)，通過金屬棒ab截面的電荷量
（2）金屬棒的質(zhì)量
（3）在0.7s時(shí)間內(nèi)，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(14分)如圖所示，直角坐標(biāo)系中，M點(diǎn)的橫坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)，有豎直向下的勻強(qiáng)電場；N點(diǎn)的橫坐標(biāo)以N為圓心、r為半徑的圓內(nèi)及圓邊界上有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．P為磁場邊界上一點(diǎn)．NP與豎直方向的夾角.從M點(diǎn)沿軸正方向發(fā)射一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子，粒子速度大小為，粒子沿過P點(diǎn)的切線方向射出電場。后經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)人磁場運(yùn)動且經(jīng)過N點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，求：

(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
(2)勾強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
(3)粒子從M點(diǎn)到第一次經(jīng)過N點(diǎn)所用的時(shí)間t.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有質(zhì)量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的倍。將珠子從環(huán)最低位置A點(diǎn)靜止釋放，求：

（1）珠子所能獲得的最大動能；
（2）最大動能位置圓環(huán)對珠子作用力大小；
（3）珠子運(yùn)動到最高點(diǎn)B點(diǎn)位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，y軸右側(cè)有一勻強(qiáng)電場；在第二、三象限內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場，其上、下邊界無限遠(yuǎn)，右邊界為y軸、左邊界為平行于y軸的虛線，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。一帶正電，電量為q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點(diǎn)射入磁場區(qū)域，并從O點(diǎn)射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ＝45°，大小為v．粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的倍。粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期。忽略重力的影響。求：

（1）粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；
（2）勻強(qiáng)電場的大小和方向；
（3）粒子從第二次離開磁場到再次到達(dá)磁場所用的時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，在內(nèi)筒上均勻分布著平行于軸線的標(biāo)號1-8的八個(gè)狹縫，內(nèi)筒內(nèi)半徑為R，在內(nèi)筒之內(nèi)有平行于軸線向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在兩極間加恒定電壓，使筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向里的電場。不計(jì)粒子重力，整個(gè)裝置在真空中，粒子碰到電極時(shí)會被電極吸收。

(1)一質(zhì)量為m1，帶電量為+q1的粒子從緊靠外筒且正對1號縫的S點(diǎn)由靜止出發(fā)，進(jìn)入磁場后到達(dá)的第一個(gè)狹縫是3號縫，求兩電極間加的電壓U是多少?
(2)另一個(gè)粒子質(zhì)量為m2，帶電量為+q2，也從S點(diǎn)由靜止出發(fā)，該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后恰好又回到S點(diǎn)，求該粒子在磁場中運(yùn)動多少時(shí)間第一次回到S點(diǎn)。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，S粒子源能夠產(chǎn)生大量的質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計(jì)）。粒子從O1孔進(jìn)入一個(gè)水平方向的加速電場（初速不計(jì)），再經(jīng)小孔O2進(jìn)入相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，電場強(qiáng)度大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2。一塊折成直角的硬質(zhì)塑料片abc（不帶電，寬度、厚度都很小可以忽略不計(jì)）放置在PQ、MN之間，截面圖如圖，a、c兩點(diǎn)分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域。

⑴求加速電壓U1；
⑵假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運(yùn)動？
⑶粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運(yùn)動的總時(shí)間t和總路程s分別是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

質(zhì)量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，汽車勻速行駛時(shí)的速率為v1，則當(dāng)汽車的速率為v2（v2< v1）時(shí)，汽車的加速度為（    ）

A．P/mv1 B．P/mv2 C．2P/m（v1+v2） D．P（v1­-v2）/mv1v2

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同步練習(xí)冊答案