兩根平行金屬導(dǎo)軌固定傾斜放置，與水平面夾角為37°，相距d=0.5m，a、b間接一個(gè)電阻R，R=1.5Ω。在導(dǎo)軌上c、d兩點(diǎn)處放一根質(zhì)量m=0.05kg的金屬棒，bc長L=1m，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間電阻r=0.5Ω， 金屬棒被兩個(gè)垂直于導(dǎo)軌的木樁頂住而不會(huì)下滑，如圖1所示。在金屬導(dǎo)軌區(qū)域加一個(gè)垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁場隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示。重力加速度g=10m/s2。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。求：

（1）t=0時(shí)刻，金屬棒所受的安培力大小。

（2）在磁場變化的全過程中，若金屬棒始終沒有離     開木樁而上升，圖2中t0的最大值t0max是多大。

（3）通過計(jì)算在圖3中畫出0～t0max內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時(shí)間的變化圖像。

  

 


（1）讀圖（2）可知：T/s=0.8T/s，  

V=0.4V。   

A=0.2A，      

     N=0.02N。 

（2）此時(shí)金屬棒對(duì)木樁的壓力為零，最大靜摩擦力沿斜面向下，此時(shí)沿傾斜導(dǎo)軌方向上合外力為零。  N=（0.02+0.08t0max）N。

=0.05×10×0.8N=0.4N。

=0.5×0.4N=0.2N，即最大靜摩擦力。

代入相關(guān)數(shù)據(jù)后，得：s。    

（3）一開始，木樁對(duì)金屬棒有支持力，金屬棒對(duì)導(dǎo)軌無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢：f靜=0。隨著安培力F安的增大，木樁對(duì)金屬棒的彈力減小，直至彈力為零。滿足：，

代入數(shù)據(jù)得：t’=3.5s。 

F安繼續(xù)增大，f靜從零開始增大，，

所以f隨t線性增大至f=0.2N（此時(shí)t0max=6s）。    

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?長寧區(qū)二模）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌單位長度電阻為r0，導(dǎo)軌的端點(diǎn)O、O′用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離為．導(dǎo)軌處于垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿y方向大小不變，沿x方向均勻增強(qiáng)，即有B=kx，其中k為常數(shù)．一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿MN靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)O、O′處．從t=0時(shí)刻，金屬桿MN在拉力F作用下，以大小恒定為a的加速度在導(dǎo)軌上沿x方向無摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中桿保持與導(dǎo)軌垂直．求
（1）在時(shí)刻t金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小；
（2）在時(shí)刻t金屬桿MN所受的外力F；
（3）感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值與位移為x的函數(shù)關(guān)系；
（4）若在時(shí)刻t撤去拉力F，試說明金屬桿MN此后做什么運(yùn)動(dòng)，并求此后電路發(fā)出的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?浦東新區(qū)一模）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌單位長度電阻為r0，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離為l．有垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y方向大小不變，沿x方向均勻增強(qiáng)，即有B=kx，其中k為常數(shù)．一根質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬桿MN可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直．在t=0時(shí)刻，金屬桿MN緊靠在P、Q端，在外力F作用下，桿以恒定的加速度a從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)．求
（1）在t時(shí)刻金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大��；
（2）在t時(shí)刻流經(jīng)回路的感應(yīng)電流大小和方向；
（3）在t時(shí)刻金屬桿MN所受的安培力大�。�
（4）在0～t時(shí)間內(nèi)流過金屬桿MN的電量大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?閘北區(qū)模擬）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌單位長度電阻為r0，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離為l．有垂直紙面向里的非勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y方向大小不變，沿x方向均勻增強(qiáng)，即有B=kx，其中k為常數(shù)．一根質(zhì)量為m，電阻不計(jì)的金屬桿MN可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中 始終保持與導(dǎo)軌垂直．在t=0時(shí)刻，金屬桿MN緊靠在P、Q端，在外力F作用下，桿以恒定的加速度a從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)．求
（1）在t時(shí)刻金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大�。�
（2）在t時(shí)刻流經(jīng)回路的感應(yīng)電流大小和方向；
（3）在t時(shí)刻金屬桿MN所受的安培力大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m．有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.020T/s．一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦低滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直．在t=0時(shí)刻，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩根平行金屬導(dǎo)軌固定傾斜放置，與水平面夾角為370，相距d=0.5m，a、b間接一個(gè)電阻R，R=1.5Ω．在導(dǎo)軌上c、d兩點(diǎn)處放一根質(zhì)量m=0.05kg的金屬棒，bc長L=1m，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．金屬棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)間電阻r=0.5Ω，金屬棒被兩個(gè)垂直于導(dǎo)軌的木樁頂住而不會(huì)下滑，如圖1所示．在金屬導(dǎo)軌區(qū)域加一個(gè)垂直導(dǎo)軌斜向下的勻強(qiáng)磁場，磁場隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示．重力加速度g=10m/s2．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
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（1）0～1.0s內(nèi)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大�。�
（2）t=0時(shí)刻，金屬棒所受的安培力大�。�
（3）在磁場變化的全過程中，若金屬棒始終沒有離開木樁而上升，則圖2中t0的最大值．
（4）通過計(jì)算在圖3中畫出0～t0max內(nèi)金屬棒受到的靜摩擦力隨時(shí)間的變化圖象．

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