如圖所示，兩電阻不計(jì)的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ，導(dǎo)軌間距，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直斜面向上。將甲乙兩電阻阻值相同、質(zhì)量均為m的相同金屬桿如圖放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場(chǎng)的上邊界，甲乙相距.靜止釋放兩金屬桿的同時(shí)，在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的外力F，使甲金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終做沿導(dǎo)軌向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小.

(1)乙金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運(yùn)動(dòng)，則甲乙的電阻R各為多少？
(2)）以剛釋放時(shí)t =0，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場(chǎng)，外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，并說明F的方向。
(3)乙金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，乙金屬桿中的電功率多少？
(4)若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場(chǎng)，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量Q，試求此過程中外力F對(duì)甲做的功。
（1）（2）
（3）（4）

試題分析：(1）由于甲乙加速度相同，當(dāng)乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，甲剛出磁場(chǎng)：乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)
受力平衡

2）甲在磁場(chǎng)用運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F始終等于安培力:

 ，F(xiàn)沿導(dǎo)軌向下
3）
4）乙進(jìn)入磁場(chǎng)前勻加速運(yùn)動(dòng)中，甲乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為Q1，
此過程中甲一直在磁場(chǎng)中，外力F始終等于安培力，則有
乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)發(fā)出熱量Q2，
Q2=Pt或利用動(dòng)能定理
得
由于甲出磁場(chǎng)以后，外力F為零
得
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電磁感應(yīng)定律，通過電流的導(dǎo)體要受到安培力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，最終其出物體的速度。本題是一道綜合程度較高的物理計(jì)算題。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，寬度為l，下端與阻值為R的電阻相連。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，滑行到最遠(yuǎn)位置a′b′后又下滑。已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長，則
A．導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度
B．R上的最大熱功率為
C．導(dǎo)體棒返回到ab位置前已經(jīng)達(dá)到下滑的最大速度
D．導(dǎo)體棒返回到ab位置時(shí)剛好達(dá)到下滑的最大速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根相距L平行放置的光滑導(dǎo)電軌道，與水平面的夾角均為 ，軌道間有電阻R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，由靜止開始沿導(dǎo)電軌道下滑．設(shè)下滑中ab桿始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導(dǎo)電軌道有足夠的長度，且電阻不計(jì)．求：

(1)ab桿將做什么運(yùn)動(dòng) ？若開始時(shí)就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng) ()．求拉力F與時(shí)間t的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一阻值為R的定值電阻與理想電流表串聯(lián)接在兩導(dǎo)軌間，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處由靜止釋放．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．下列說法正確的是
A．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度一定小于重力加速度g
C．流經(jīng)電流表的電流一定逐漸減小
D．若流經(jīng)電流表的電流逐漸增大，則電流的最大值與R無關(guān)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，相互垂直的導(dǎo)軌OM和ON水平固定放置，其電阻不計(jì)。粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒AB單位長度的電阻r0=0.2?/m，可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)。AB位于O點(diǎn)，且與OM和ON之間的夾角均為45º。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。從t=0時(shí)刻起，AB以v=2m/s的速度平行于ON勻速向右運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌都足夠長。求（結(jié)果可用根號(hào)表示）

（1）5秒內(nèi)電路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
（2）4秒內(nèi)通過導(dǎo)體棒AB的電荷量
（3）10秒內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用均勻?qū)Ь�做成的正方形線圈邊長為l，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，當(dāng)磁場(chǎng)以的變化率增強(qiáng)時(shí)，則(　  　)
A．線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍cbda
B．線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)
C．線圈中a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)
D．線圈中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，矩形線框abcd的ad和bc的中點(diǎn)M、N之間連接一電壓表，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直，當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí)，以下說法正確的是（      ）
A．穿過線框的磁通量不變化，MN間無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
B．MN這段導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，MN間有電勢(shì)差
C．MN間有電勢(shì)差，電壓表有讀數(shù)
D．MN間有電勢(shì)差，電壓表無讀數(shù)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長均為l、總電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m,它們分別系在一跨過兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直豎直面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng). 開始時(shí)ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界重合，abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場(chǎng)的下邊界的距離為l. 現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)ABCD剛?cè)窟M(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動(dòng). 不計(jì)摩擦和空氣阻力，求：

（1）系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小.
（2）兩線框從開始運(yùn)動(dòng)至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱.
（3）線框abcd通過磁場(chǎng)的時(shí)間.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，一水平放置的平行導(dǎo)體框架寬度L="0.5" m，接有電阻R="0.2" Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.4" T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面方向向下，僅有一導(dǎo)體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動(dòng)，框架及導(dǎo)體ab電阻不計(jì)，當(dāng)ab以v="4" m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)。試求：

（1） 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小
（2） 要維持ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，作用在ab上的水平力大小
（3） 電阻R上產(chǎn)生的熱功率

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