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如圖所示，光滑平行導軌水平放置，間距為l，左端連有阻值為R的電阻，有一質量為m的導體棒垂直于導軌放置，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面豎直向上．現對導體棒施一平行于導軌向右的拉力，并使拉力的功率恒為P，導體棒從靜止開始運動，經過一段時間t，導體棒達到最大速度vm，在此過程中電阻上產生的熱量為Q，導軌與導體棒的電阻均不計，則（　�。�
①導體棒速度最大時，其加速度為零   ②vm=
1
Bl
PR
  ③Q=Pt  ④Q=Pt-
mPR
2B2l2
．
分析：棒在功率恒定下，做切割磁感線，產生感應電動勢，形成感應電流，出現安培力阻力，根據運動與力的關系，結合牛頓第二定律，可知：速度最大時，加速度為零；并由感應電動勢的大小與功率表達式，即可求解最大速度，再根據能量轉化與守恒定律，即可求解產生熱量大�。�
解答：解：①、棒在功率恒定的外力作用下，做切割磁感線，產生感應電動勢，出現安培阻力，由牛頓第二定律可知，加速度隨著速度增大而減小，當速度達到最大時，外力等于安培力，則加速度為零，故①正確；
②、當速度達到最大時，則有安培力等于外力，因此P=Fvm，而F=BIl，又I=
Blvm
R
，
所以聯(lián)立解得：vm=
1
Bl
PR
，故②正確；
③、棒在外力作用下，除產生感應電流，導致電阻發(fā)熱外，還使棒產生動能，
根據能量轉化與守恒定律，則有：Pt=Q+
1
2
m
v
2
m
=Q+
mPR
2B2l2
，因此產生熱量：Q=Pt-
mPR
2B2l2
．故③錯誤，④正確，
故選：C．
點評：考查棒在切割磁感線，產生感應電流，導致棒受到安培力作用，掌握牛頓運動定律的綜合運用，知道功率的表達式，注意此處外力做功，不僅僅產生熱量，還產生棒的動能．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質量為m的工件置于水平放置的鋼板C上，二者間的動摩擦因數為μ，由于光滑導槽A、B的控制，工件只能沿水平導槽運動，現在使鋼板以速度v1向右運動，同時用力F拉動工件（F方向與導槽平行）使其以速度v2沿導槽運動，則F的大小為（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，傾角為θ=30°，寬度為L=1m的足夠長的U型平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T且范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上，現用平行于導軌、功率恒為6W的牽引力F，牽引一根質量m=0.2kg、電阻R=1Ω的導棒ab由靜止沿導軌向上移動（ab棒始終與導軌接觸良好且垂直）．當金屬導棒ab移動s=2.8m時，獲得穩(wěn)定速度．在此過程中金屬導棒產生的熱量為Q=5.8J（不計導軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2）．
問：（1）導棒達到的穩(wěn)定速度是多少？
（2）導棒從靜止達到穩(wěn)定速度時所需時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，A、B兩滑塊的質量均為m，分別穿在光滑的足夠長的水平固定導桿上，兩導桿平行，間距為d．用自然長度也為d的輕彈簧連接兩滑塊．開始時兩滑塊均處于靜止狀態(tài)，今給滑塊B一個向右的瞬時沖量I，則以后滑塊A的最大速度為（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?資陽三模）如圖所示，兩根正對的距離為L=1m的平行金屬直物直MN、M’、N'位于同一水平面上，兩端M、M’之間接一阻值為R=4Ω的定值電阻，NN’端與兩條位于豎直平面內的半徑均為Ro=0.4m的半圓形光滑金屬習口直NP，N'P’平滑連接直軌道的右側處于豎直向下、磁感應強度為B=1T的勻強磁場中，磁場區(qū)域的寬度為s=0.5m，且其右邊界與NN’重合．現有一質量為m=lkg，電阻為r=1Ω的一導體桿ab靜止在距磁場的左邊界也為s處．在與桿垂直的，水平向右且大小為38N的恒力F作用下ab桿開始運動．當運動至磁場右邊界時撤去F，結果導休桿ab恰好能以最小的速度通過半圓形習U首的最高點PP'．已知導體桿ab在運動過程中與輛連接觸良好，且始終與軌道垂直，導體桿ab與直軌道之間的動摩擦因數為μ=02，軌道的電阻可忽略不計，重力加速度g取l Om/s2，求：
（1）ab剛進入磁場時桿中電流的大小和方向；
（2）ab穿過磁場的過程中，通過ab桿的電量；
（3）ab穿過磁場的過程中，ab桿損失的機械能和電阻R上產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：模擬題 題型：計算題

如圖所示，兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導軌間距為L，電阻忽略不計且足夠長，導 軌平面的傾角為α，斜面上相隔為d的平行虛線MN與PQ間有磁感應強度大小為B的勻強磁場，方向與導軌平面垂直，另有一長為2d的絕緣桿將一導體棒和一邊長為d（d< L）的正方形單匝線框連在一起組成一固定的裝置，總質量為m，導體棒中通過大小恒為I的電流。將整個裝置置于導軌上，線框下邊與PQ重合，釋放后裝置沿斜面開始下滑，當導體棒運動到MN處恰好第一次開始返回，經過若干次往返后，最終整個裝置在斜面上做恒定周期的往復運動，導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直。求：
（1）在裝置第一次下滑的過程中，線框中產生的熱量Q；
（2）畫出整個裝置在第一次下滑過程中的速度一時間（v-t ）圖像；
（3）裝置最終在斜面上做往復運動的最大速率vm；
（4）裝置最終在斜面上做往復運動的周期T。

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