如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L=0.50m．軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻．軌道處于磁感應強度大小B=0.40T，方向豎直向下的勻強磁場中．質(zhì)量m=0.50kg的導體棒ab垂直于軌道放置．在沿著軌道方向向右的力F作用下，導體棒由靜止開始運動，導體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直．不計軌道和導體棒的電阻，不計空氣阻力．
（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N．求
a．導體棒能達到的最大速度大小vm；
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，導體棒的加速度大小a．
（2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導體棒做初速度為零的勻加速直線運動，加速度大小a=2.0m/s2．從力F作用于導體棒的瞬間開始計時，經(jīng)過時間t=2.0s，求力F的沖量大小I．
（1）a．導體棒達到最大速度vm時受力平衡F=F安m
此時，F安m=B
BLvm
R
L
解得：vm=12.5m/s
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，感應電動勢E=BLv=1.0V
導體棒上通過的感應電流I=
E
R
=2.0A
導體棒受到的安培力F安=BIL=0.40N
根據(jù)牛頓第二定律，解得：a=
F-F安
m
=1.2m/s2
（2）t=2s時，金屬棒的速度v1=at=4.0m/s
此時，導體棒所受的安培力F安1=
B2L2v1
R
=0.32N
時間t=2s內(nèi)，導體棒所受的安培力隨時間線性變化，
所以，時間t=2s內(nèi)，安培力的沖量大小I安=
F安1
2
t=0.32N?s
對導體棒，根據(jù)動量定理I-I安=mv1-0
所以，力F的沖量I=mv1+I安=2.32N?s
答：
（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N．a(chǎn)．導體棒能達到的最大速度大小vm為12.5m/s．
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，導體棒的加速度大小a是1.2m/s2．
（2）力F的沖量大小I是2.32N?s．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，間距為L、半徑為R0的內(nèi)壁光滑的
1
4
圓弧固定軌道，右端通過導線接有阻值為R的電阻，圓弧軌道處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為B．質(zhì)量為m、電阻為r、長度也為L的金屬棒，從與圓心等高的ab處由靜止開始下滑，到達底端cd時，對軌道的壓力恰好等于金屬棒的重力2倍，不計導軌和導線的電阻，空氣阻力忽略不計，重力加速度為g．求：
（1）金屬棒到達底端時，電阻R兩端的電壓U多大；
（2）金屬棒從ab處由靜止開始下滑，到達底端cd的過程中，通過電阻R的電量q；
（3）用外力將金屬棒以恒定的速率v從軌道的低端cd拉回與圓心等高的ab處的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

參考題兩根相距d=0.20m的平行光滑金屬長導軌與水平方向成30°角固定，勻強磁場的磁感強度B=0.20T，方向垂直兩導軌組成的平面，兩根金屬棒ab．cd互相平行且始終與導軌垂直地放在導軌上，它們的質(zhì)量分別為m1=0.1kg，m2=0.02kg，兩棒電阻均為0.20Ω，導軌電阻不計，如圖所示．
（1）當ab棒在平行于導軌平面斜向上的外力作用下，以v1=1.5m/s速度沿斜面勻速向上運動，求金屬棒cd運動的最大速度；
（2）若要cd棒靜止，求使ab勻速運動時外力的功率．（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，兩根光滑平行的金屬導軌，放在傾角為θ的斜面上，導軌的左端接有電阻R，導軌自身電阻不計，斜面處在一勻強磁場中，方向垂直斜面向上，一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬棒，在沿斜面并與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，并上升了h高度在上滑過程中（　　）
A．金屬棒所受合外力所做的功等于mgh與電阻R上產(chǎn)生的熱量之和
B．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產(chǎn)生的熱量
C．金屬棒受到的合外力所做的功為零
D．恒力F與安培力的合力所做的功為mgh

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，通電導線棒的質(zhì)量為m=20g，通以1.2A的電流，放在水平放置的導軌PQ和MN上，兩導軌平行，間距為0.25m，導線棒ab跟導軌間動摩擦因素為0.2，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，求：磁感應強度多大時，ab棒恰能勻速運動？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平放置的足夠長的平行金屬導軌MN、PQ的一端接有電阻R0，不計電阻的導體棒ab靜置在導軌的左端MP處，并與MN垂直．以導軌PQ的左端為坐標原點O，建立直角坐標系xOy，Ox軸沿PQ方向．每根導軌單位長度的電阻為r．垂直于導軌平面的非勻強磁場磁感應強度在y軸方向不變，在x軸方向上的變化規(guī)律為：B=B0+kx，并且x≥0．現(xiàn)在導體棒中點施加一垂直于棒的水平拉力F，使導體棒由靜止開始向右做勻加速直線運動，加速度大小為a．設(shè)導體棒的質(zhì)量為m，兩導軌間距為L．不計導體棒與導軌間的摩擦，導體棒與導軌接觸良好，不計其余部分的電阻．
（1）請通過分析推導出水平拉力F的大小隨橫坐標x變化的關(guān)系式；
（2）如果已知導體棒從x=0運動到x=x0的過程中，力F做的功為W，求此過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若B0=0.1T，k=0.2T/m，R0=0.1Ω，r=0.1Ω/m，L=0.5m，a=4m/s2，求導體棒從x=0運動到x=1m的過程中，通過電阻R0的電荷量q．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，導軌是水平的，其間距l(xiāng)1=0.5m，ab桿與導軌左端的距離l2=0.8m，由導軌與ab桿所構(gòu)成的回路電阻為0.2Ω，方向垂直導軌平面向下的勻強磁場的磁感應強度B=1T，滑輪下掛一重物質(zhì)量0.04kg，ah桿與導軌間的摩擦不計，現(xiàn)使磁場以
△B
△t
=0.2T/s的變化率均勻地增大，問：當t為多少時，M剛離開地面？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

有一種信號發(fā)生器的工作原理可以簡化為如圖所示的圖形，豎直面內(nèi)有半徑為R且相切與O點的兩圓形區(qū)域，其內(nèi)存在水平恒定的勻強磁場，長為2R的導體桿OA，以角速度ω繞過O點的固定軸，在豎直平面內(nèi)順時針豎直旋轉(zhuǎn)，t=0時，OA恰好位于兩圓的公切線上，下列描述導體桿兩端電勢能差UAO隨時間變化的圖象可能正確的是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖，導體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（　�。�
A．因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢
B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)
C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)
D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的

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