如下圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30 m。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間連接有定值電阻R=0.40 Ω。導(dǎo)軌上靜置一質(zhì)量m=0.10 kg、電阻r=0.20 Ω的金屬桿ab，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下。用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使它由靜止開始運(yùn)動（金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好并保持與導(dǎo)軌垂直），電流傳感器（不計(jì)傳感器的電阻）可將通過R的電流I即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，獲得電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求金屬桿開始運(yùn)動2.0 s時(shí)：

    

甲                                     乙

（1）金屬桿ab受到安培力的大小和方向；

（2）金屬桿的速率；

（3）對圖象分析表明，金屬桿在外力作用下做的是勻加速運(yùn)動，加速度大小a=0.40 m/s2，計(jì)算2.0 s時(shí)外力F做功的功率。

解：（1）由圖乙可知2.0 s時(shí)通過金屬桿ab的電流為0.2 A,

設(shè)此時(shí)金屬桿受到的安培力為F安，根據(jù)安培力公式有

F安=BIL

解得：F安=3.0×10-2 N

方向水平向左.

（2）設(shè)金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，根據(jù)閉合電路歐姆定律

I=

解得：E=0.12 V

設(shè)金屬桿在2.0 s時(shí)的速率為v1，則

E=BLv1

解得：v1=0.80 m/s.

(3)根據(jù)牛頓第二定律

F-F安=ma

解得：在2.0 s時(shí)拉力F=7.0×10-2 N

設(shè)2.0 s時(shí)拉力F做功的功率為P，則P=Fv1

解得：P=5.6×10-2 W.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如下圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線．
（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為
24
24
Ω，由此可推斷
A
A
線圈的匝數(shù)較多（選填“A”或“B”）．
（2）如果把它看做理想變壓器，現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請完成實(shí)驗(yàn)的步驟填空：①用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈；
②將
A
A
線圈與低壓交流電源相連接；
③用多用電表的
交流電壓
交流電壓
擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和繞制線圈的輸出電壓U
④則A線圈的匝數(shù)為
UA
U
n
UA
U
n
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【2012•山東模擬】如下圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出），且能正常工作。在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔為T，如下圖乙所示，試求：

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？

（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（圖中未畫出），且能正常工作。在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時(shí)間間隔為T，如下圖乙所示，試求：

1.求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？

2.當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時(shí)速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱。

 

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年貴州省銅仁市高三第四次月考理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

如下圖甲所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°固定斜面(足夠長)上，對物體施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s時(shí)撤去拉力，物體運(yùn)動的部分 —t圖像如圖乙，試求：(g=10m/s2)

（1）物體沿斜面上行時(shí)加速運(yùn)動與減速運(yùn)動的加速度大小；

（2）物體與斜面間的滑動摩擦因數(shù)μ；

（3）第1s內(nèi)拉力F的平均功率

 

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