（20分）足夠長的平行金屬導(dǎo)軌ab、cd放置在水平面上，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.00T的豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌間連接阻值為R=0.30Ω的電阻，質(zhì)量m=0.5kg的金屬棒ef與bc緊貼在導(dǎo)軌上，處于兩導(dǎo)軌間的長度L=0.40m、電阻r=0.10Ω，如圖所示。在水平恒力F作用下金屬棒ef由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示。導(dǎo)軌與金屬棒ef間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g=10求：

時(shí)間t(s)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

運(yùn)動(dòng)距離x(m)

0.0

0.6

2.0

4.3

6.8

9.3

11.8

14.3

（1）在4.0s時(shí)間內(nèi)，通過金屬棒截面的電荷量q；

（2）水平恒力F;

（3）慶豐同學(xué)在計(jì)算7.0s時(shí)間內(nèi)，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱Q時(shí)，是這樣計(jì)算的：

先算7.0s內(nèi)的電荷量

再算電流

再用公式計(jì)算出焦耳熱

請你簡要分析這樣做是否正確？認(rèn)為正確的，請算出結(jié)果；認(rèn)為錯(cuò)誤的，請用自己的方法算出7.0s，整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。

 

【答案】

（1）6.8C? （2）2.5N? （3）12.7J

【解析】

試題分析：(1).金屬棒產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢???? (1分)

平均電流????? （1分）

電荷量???? （2分）

(2).由表中數(shù)據(jù)可知3.0s以后棒ef做勻速直線運(yùn)動(dòng)

??????? （2分）

F-f=BIL?????????? （2分）

由， E= BLv???????? （2分）

解得F=BIL+ f=2.5N???????? （3分）

(3)慶豐同學(xué)用電流的平均值計(jì)算焦耳熱是錯(cuò)誤的，?????? （2分）

根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有（3分）

解得Q=12.7J??????????? （2分）

考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)、能量守恒

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一豎直面上，兩導(dǎo)軌間距d=1m，電燈L的電阻R=4Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量m=1kg、電阻r=1Ω的金屬桿，長度與金屬導(dǎo)軌等寬，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里．現(xiàn)用一拉力F沿豎直方向拉桿，使金屬桿由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)3s上升了4m后開始做勻速運(yùn)動(dòng)．圖乙所示為流過電燈L的電流平方隨時(shí)間變化的I2-t圖線，取g=10m/s2．求：
（1）3s末金屬桿的動(dòng)能；
（2）3s末安培力的功率；
（3）4s內(nèi)拉力F做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距為L=1m，定值電阻R1=4Ω，R2=2Ω，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=1kg的金屬桿，導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)用一拉力F沿水平方向拉桿，使金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)．圖乙所示為通過R1中的電流平方隨時(shí)間變化的I12-t圖線，求：
（1）5s末金屬桿的動(dòng)能；
（2）5s末安培力的功率
（3）5s內(nèi)拉力F做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?黃埔區(qū)模擬）如圖所示，螺線管橫截面積為S，線圈匝數(shù)為N，電阻為R1，管內(nèi)有水平向左的變化磁場．螺線管與足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相連并固定在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角為θ，兩導(dǎo)軌間距為L．導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．導(dǎo)軌處于垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中．金屬桿ab垂直導(dǎo)軌，桿與導(dǎo)軌接觸良好，并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)．已知金屬桿ab的質(zhì)量為m，電阻為R2，重力加速度為g．忽略螺線管磁場對金屬桿ab的影響、忽略空氣阻力．
（1）為使ab桿保持靜止，求通過ab的電流的大小和方向；
（2）當(dāng)ab桿保持靜止時(shí)，求螺線管內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率；
（3）若螺線管內(nèi)方向向左的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率△B/△t=k（k＞0）．將金屬桿ab由靜止釋放，桿將沿斜面向下運(yùn)動(dòng)．求當(dāng)桿的速度為v時(shí)，桿的加速度大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?河南模擬）如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)=50cm．導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T的勻強(qiáng)磁場中．一根電阻為r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌左右運(yùn)動(dòng)．兩塊平行的、相距d=10cm、長度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.4Ω．其余電阻忽略不計(jì)．已知當(dāng)金屬棒ab不動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m=10g、帶電量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s2）．求：
（1）小球的速度v0；
（2）若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn)，則金屬棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.50m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個(gè)電阻R=5.0Ω，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置，金屬棒的電阻為r=1.0Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒達(dá)到cd處的感應(yīng)電流大小；
（2）金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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