（18分）如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g。

求（1）此過(guò)程桿的速度最大值Vm；
（2）此過(guò)程流過(guò)電阻R的電量。
（1）  （2）

試題分析：（1）桿速度最大時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
桿和導(dǎo)軌以定值電阻組成閉合回路的電流
金屬桿受到水平向左的安培力
豎直方向受到重力和支持力平衡，支持力
桿向左運(yùn)動(dòng)受到的滑動(dòng)摩擦力
速度最大時(shí)即加速度等于0，拉力、安培力、滑動(dòng)摩擦力三力合力等于0即
整理得
（2）流過(guò)電路的電荷量
點(diǎn)評(píng)：導(dǎo)體棒在切割磁感線后產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而出現(xiàn)安培力，然而安培力是與速度有關(guān)的特殊力．故棒是做加速度在減小的加速運(yùn)動(dòng)直到勻速．
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：單選題

在圖所示的閉合鐵芯上繞有一組線圈，與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成閉合電路，a、b、c為三個(gè)閉合金屬圓環(huán)，假定線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)全部集中在鐵芯內(nèi)，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片左、右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的金屬圓環(huán)是 (　　)
A．a、b兩個(gè)環(huán)　　　　　　　B．b、c兩個(gè)環(huán)
C．a、c兩個(gè)環(huán)D．a、b、c三個(gè)環(huán)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向與豎直平 面（紙面）垂直，磁場(chǎng)邊界的間距為L(zhǎng)。一個(gè)質(zhì)量為m、一邊長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。t=0時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合（圖中位置I），導(dǎo)線框的速度為。經(jīng)歷一段時(shí)間后，當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)（圖中位置Ⅱ），導(dǎo)線框的速度剛好為零。此后，導(dǎo)線框下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間回到初始位置I（不計(jì)空氣阻力），則
A．上升過(guò)程中，導(dǎo)線框做勻變速運(yùn)動(dòng)
B．上升過(guò)程克服重力做功的平均功率小于下降過(guò)程重力的平均功率
C．上升過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量比下降過(guò)程中線框產(chǎn)生的熱量的多
D．上升過(guò)程中合力做的功與下降過(guò)程中合力做的功相等

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，平行的光滑金屬導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面成α角，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab處于導(dǎo)軌上與輕彈簧相連，彈簧勁度系數(shù)為k，上端固定，彈簧與導(dǎo)軌平面平行，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．開(kāi)始時(shí)桿靜止，現(xiàn)給桿一個(gè)大小為v0的初速度使桿沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)．運(yùn)動(dòng)至速度為零后，桿又沿導(dǎo)軌平面向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最大速度大小為v1，然后減速為零，再沿導(dǎo)軌平面向下運(yùn)動(dòng)……一直往復(fù)運(yùn)動(dòng)到靜止．導(dǎo)軌與金屬細(xì)桿的電阻均可忽略不計(jì)，重力加速度為g．試求：

（1）細(xì)桿獲得初速度瞬間，通過(guò)回路的電流大��；
（2）當(dāng)桿向上速度達(dá)到v1時(shí)，桿離最初靜止時(shí)位置的距離L1；
（3）桿由初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)直到最后靜止，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

(16分)如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=lm，電阻R1=3Ω，R2=1.5Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=1kg的金屬桿，長(zhǎng)度與金屬導(dǎo)軌等寬，與導(dǎo)軌接觸良好，金屬桿的電阻r=1.0Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下．現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿，使金屬桿由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．圖乙所示為通過(guò)金屬桿中的電流平方(I2)隨位移(x)變化的圖線，當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)位移為5m時(shí)，求：

(1)金屬桿的動(dòng)能：
(2)安培力的功率；
(3)拉力F的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電荷量為q時(shí)，ab棒的速度大小為v，則ab棒在這一過(guò)程中(　　)．
A．運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為v
B．下滑的位移大小為
C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv
D．受到的最大安培力大小為sin θ

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n，總電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.若線圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷中正確的是

A．閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝nBL2ωsinωt
B．在t＝時(shí)刻，磁場(chǎng)穿過(guò)線圈的磁通量為零，此時(shí)磁通量隨時(shí)間變化最快
C．從t＝0時(shí)刻到t＝時(shí)刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝n2B2L4πωR/16(R+r)2
D．從t＝0時(shí)刻到t＝時(shí)刻，通過(guò)R的電荷量q＝BL2/2R

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在傾角為30°的絕緣斜面上，固定兩條無(wú)限長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，導(dǎo)軌間距L=0.5m，兩根金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌垂直地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1kg，mcd=0.2kg，每根金屬棒的電阻均為r＝0.2W，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．當(dāng)用沿斜面向上的拉力拉動(dòng)金屬棒ab勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)．cd金屬棒恰在斜面上保持靜止。求：

(1) 金屬棒cd兩端電勢(shì)差Ucd；
(2) 作用在金屬棒ab上拉力的功率。(g取10m/s2)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

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)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，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)和寬度HP及PN均為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，t1時(shí)刻ab邊剛越GH進(jìn)入磁場(chǎng)I區(qū)域，此時(shí)導(dǎo)線框恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；t2時(shí)刻ab邊下滑到JP與MN的中間位置，此時(shí)導(dǎo)線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是
A．當(dāng)ab邊剛好越過(guò)JP時(shí)，導(dǎo)線框具有加速度大小為a=gsinθ
B．導(dǎo)線框兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v1:v2=4：1
C．從t1到t2的過(guò)程中，導(dǎo)線框克服安培力做功的大小等于重力勢(shì)能的減少
D．從t1到t2的過(guò)程中，有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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