(15分) 如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為θ， N、Q兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時達到最大速度。重力加速度為g，導軌電阻不計，桿與導軌接觸良好。求：
⑴桿ab下滑的最大加速度；
⑵桿ab下滑的最大速度；
⑶上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

（1） 方向沿導軌平面向下  (2)  方向沿導軌平面向下
(3)

解析試題分析：(1)設ab桿下滑到某位置時速度為，則此時
桿產(chǎn)生的感應電動勢                （2分）
回路中的感應電流                 （1分）
桿所受的安培力                    （1分）
根據(jù)牛頓第二定律 有： （2分）
當速度時，桿的加速度最大，最大加速度，方向沿導軌平面向下（2分）
(2)由（1）問知，當桿的加速度時，速度最大，
最大速度，方向沿導軌平面向下 （2分）
(3)ab桿從靜止開始到最大速度過程中，根據(jù)能量守恒定律 有
               （2分）
又             （2分）
所以     （1分）
考點：本題考查電磁感應

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

右圖中MN、GH為平行導軌，AB、CD為跨在導軌上的兩根橫桿，導軌和橫桿均為導體．有勻強磁場垂直于導軌所在的平面，方向如圖．用I表示回路中的電流．則(　　)

A．當AB不動而CD向右滑動時，且沿順時針方向
B．當AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時，
C．當AB、CD都向右滑動且速度大小相等時，
D．當AB、CD都向右滑動，且AB速度大于CD時，且沿逆時針方向

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（17分）如圖所示，光滑導軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強磁場，定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計的金屬桿從距b、e高h=1m的導軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運動到cd時對軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長度s。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

有人為汽車設計的一個“再生能源裝置”原理簡圖如圖1所示，當汽車減速時，線圈受到磁場的阻尼作用幫助汽車減速，同時產(chǎn)生電能儲存?zhèn)溆�。圖1中，線圈的匝數(shù)為n，ab長度為L1，bc長度為L2。圖2是此裝置的側(cè)視圖，切割處磁場的磁感應強度大小恒為B，有理想邊界的兩個扇形磁場區(qū)夾角都是90°。某次測試時，外力使線圈以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動，電刷端和端接電流傳感器，電流傳感器記錄的圖象如圖3所示（I為已知量），取邊剛開始進入左側(cè)的扇形磁場時刻。不計線圈轉(zhuǎn)動軸處的摩擦

（1）求線圈在圖2所示位置時，產(chǎn)生電動勢E的大小，并指明電刷和哪個接電源正極；
（2）求閉合電路的總電阻和外力做功的平均功率；
（3）為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學的物理知識，請你提出改進該裝置的三條建議。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導體桿ab垂直于導軌放置，且與兩導軌保持良好接觸，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為�，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導軌運動距離L時，速度恰好達到最大（運動過程中桿始終與導軌保持垂直）。設桿接入電路的電阻為r，導軌電阻不計，重力加速度大小為g。

求（1）此過程桿的速度最大值Vm；
（2）此過程流過電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（13分）如圖甲所示，均勻的金屬圓環(huán)環(huán)面積s=0.5m2，電阻r=0.1Ω，環(huán)上開一小口，用不計電阻的導線接一R=0.4Ω的電阻。與環(huán)同心的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直與環(huán)平面的勻強磁場，當磁場的磁感應強度B按圖乙所示規(guī)律變化時（規(guī)定磁場垂直環(huán)面向外時B為正），求:
(1).環(huán)上感應電動勢的大��；   (2).A、B兩點的電勢差；   (3).在0~4s內(nèi)，通過R的電量.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L，電阻不計。在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應強度方向與導軌所在平面垂直�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。已知某時刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求：

(1)磁感應強度的大�。�
(2)燈泡正常發(fā)光時導體棒的運動速率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，寬度為L＝0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導體棒MN放在導軌上，并與導軌始終接觸良好，導軌和導體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導體棒使其沿導軌向右勻速運動，速度為v＝5.0 m/s，在運動過程中保持導體棒與導軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應電流I的大小
(2)作用在導體棒上拉力F的大小
(3)當導體棒移動50 cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，相距20cm的平行金屬導軌所在平面與水平面夾角，現(xiàn)在導軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab，它與導軌間動摩擦因數(shù)為0.50，整個裝置處于磁感應強度為2T的豎直向上勻強磁場中，導軌所接電源的電動勢為15V，電阻不計，滑動變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計，取，為了保證ab處于靜止狀態(tài)，則：

（1）ab通入的最大電流為多少？
（2）ab通入的最小電流為多少？
（3）R的調(diào)節(jié)范圍是多大？

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同步練習冊答案