（18分）如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌、、位于同一水平面上，與、與相距均為=1m，導(dǎo)軌間橫跨一質(zhì)量為=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為多大？此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由靜止開(kāi)始做加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且經(jīng)歷=1s時(shí)間，燈泡中產(chǎn)生的熱量為12J，試求此過(guò)程中外力做了多少功？
（1）6m/s
（2）5V
（3）20J
（1）設(shè)金屬棒穩(wěn)定時(shí)速度為v1，有
（1分）
 （1分）
（1分）
  （1分）      解得v1=6m/s（1分）
（2）由第一問(wèn)得方程可得，當(dāng)金屬棒速度穩(wěn)定時(shí)，有

解得：F′=2N（1分）
由P = F′v2="3W    " （1分）
設(shè)電壓表的讀數(shù)為U，則有
（1分）
 （1分）
   （1分）
 （1分）
解得U=5V（1分）
（3）設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為，，有
，解得（2分）
由功能關(guān)系得： （2分） 
（1分）
解得：（1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)2Ω的電阻R，將一根質(zhì)量m為0.4 kg的金屬棒c d垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置放在磁感強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)．當(dāng)棒的速度達(dá)到1 m/s時(shí)，拉力的功率為0.4w，此刻t＝0開(kāi)始計(jì)時(shí)并保持拉力的功率恒定，經(jīng)一段時(shí)間金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度，在該段時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功為1.2 J．試求：
（1）金屬棒的穩(wěn)定速度；
（2）金屬棒從開(kāi)始計(jì)時(shí)直至達(dá)到穩(wěn)定速度所需的時(shí)間；
（3）在乙圖中畫(huà)出金屬棒所受拉力F隨時(shí)間t變化的大致圖象；
（4）從開(kāi)始計(jì)時(shí)直至達(dá)到穩(wěn)定速度過(guò)程中，金屬棒的最大加速度為多大？并證明流過(guò)金屬棒的最大電量不會(huì)超過(guò)2.0C．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直．已知金屬棒ab能沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)，且導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻R，金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)．現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌以初速度v0開(kāi)始向右拉動(dòng)，若保持拉力恒定不變，經(jīng)過(guò)時(shí)間t1后金屬棒速度變?yōu)関，加速度為a1，最終以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng)．若再使金屬棒仍以初速度v0開(kāi)始，保持拉力的功率不變，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2后金屬棒速度變?yōu)関，加速度為a2，最終以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng)．則
A．t2＜t1．B．t2＝t1．
C．a(chǎn)2＝2a1．D．a(chǎn)2＝3a1．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

Π型光滑金屬導(dǎo)軌對(duì)水平地面傾斜固定，空間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，將一根質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，如圖9，金屬桿ab從高度h1處釋放后，到達(dá)高度為h2的位置（如圖中虛線所示），其速度為v，在此過(guò)程中，設(shè)重力G和磁場(chǎng)力F對(duì)桿ab做的功分別為WG和WF，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，那么以下關(guān)系式中正確的是
A．mv2 > mgh1一mgh2+WFB．mv2=WG+WF
C．mv2 + Q = WG+WFD．mv2+Q = WG

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，電阻忽略不計(jì)的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時(shí)由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向下滑動(dòng)，且都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)b 剛穿出磁場(chǎng)時(shí)a正好進(jìn)入磁場(chǎng)。（不計(jì)a、b之間的作用）求：
（1）在整個(gè)過(guò)程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；
（3）M點(diǎn)和N點(diǎn)距L1的高度分別為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖14所示,邊長(zhǎng)為L、電阻為R的正方形閉合線圈置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直.用力將線圈分別以v1、v2勻速拉出磁場(chǎng),比較兩個(gè)過(guò)程,以下說(shuō)法正確的是(　　)
①若v1>v2,通過(guò)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量q1>q2�、谌�v1<v2,拉力的沖量I1<I2�、廴�v1<v2,拉力的功率P1<P2�、苋�v1>v2,產(chǎn)生的熱量Q1>Q2

圖14
A．①③
B．②③?
C．②④
D．③④?

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)MN、GH所在的平面，如圖所示(   )
A．若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，abcd回路有電流，電流方向由a到b到d到c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abcd回路電流為零
D．若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩棒速度vcd＞vab，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，豎直平行導(dǎo)軌間距l=20cm，導(dǎo)軌頂端接有一電鍵S．導(dǎo)體捧ab與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦，ab的電阻R=0.4Ω，質(zhì)量m=10g，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．當(dāng)導(dǎo)體棒由靜止釋放0.8s后，突然閉合電鍵S，不計(jì)空氣阻力．設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．

（1）試分析在電鍵S合上前、后，ab棒的運(yùn)動(dòng)情況。
（2）在ab棒的整外運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，棒的最大速度和最終
速度的大小(g取10m/s2).

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩個(gè)固定傾斜放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角為θ，導(dǎo)軌上端接入一內(nèi)電阻可忽略的電源，電動(dòng)勢(shì)為E。一粗細(xì)均勻的金屬棒電阻為R，質(zhì)量為m。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g，金屬棒水平放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，欲使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上不動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是   （   ）
A．可加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為
B．可加豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為
C．所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為
D．所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為

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