精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直導軌所在平面,金屬棒ab可沿導軌自由滑動,導軌一端跨接一個定值電阻R,導軌電阻不計.現(xiàn)將金屬棒沿導軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)過時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運動;若保持拉力的功率P恒定,棒由靜止經(jīng)時間t2后速度為v,加速度為a2,最終也以速度2v做勻速運動,則( 。
分析:分析清楚兩種情況下的運動形式區(qū)別,然后根據(jù)牛頓第二定律和運動學規(guī)律求解,注意兩種情況下導體棒最終勻速運動時所受拉力大小是相同的.
解答:解:C、D由于兩種情況下,最終棒都以速度2v勻速運動,此時拉力與安培力大小相等,則有:
   F=F=BIL=BL?
BL?2v
R
=
2B2L2v
R
 ①
當拉力恒定,速度為v,加速度為a1時,根據(jù)牛頓第二定律有:F-
B2L2v
R
=ma1
由①②解得:a1=
B2L2v
Rm

若保持拉力的功率恒定,速度為2v時,拉力為F,則有:P=F?2v,
 又F=F=
2B2L2v
R

 所以P=
4B2L2v2
R

 則當速度為v時,拉力大小為:F1=
P
v
=
4B2L2v
R
;
根據(jù)牛頓第二定律,得:
  F1-
B2L2v
R
=ma2,解得:a2=
3B2L2v
Rm
,所以有a2=3a1,故CD錯誤;
A、B當拉力的功率恒定時,隨著速度增大,拉力逐漸減小,最后勻速運動時拉力最小,且最小值和第一種情況下拉力相等,因此最后都達到速度2V時,t1>t2,故A錯誤,B正確.
故選B
點評:本題可以和機車啟動的兩種方式進行類比解答,只不過機車啟動時阻力不變,而該題中阻力為安培力,是不斷變化的.
練習冊系列答案
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如圖所示,兩光滑平行導軌的間距為L=2m,左端連接一阻值為R=40Ω的電阻;把該裝置垂直于磁場、放入磁感應強度為B=0.5T的勻強磁場中.在導軌上放一電阻為r=10Ω的導體棒,導體棒與導軌接觸良好;若在一拉力F的作用下,導體棒以v=10m/s的速度勻速向右運動,求:
(1)導體棒上產(chǎn)生的感應電動勢為多少?
(2)電路中的感應電流多大?電路中電流的方向如何(順時針或逆時針)?
(3)拉力F的值為多大?

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(2006?靜安區(qū)模擬)如圖所示,兩光滑平行導軌MN、PQ水平放置在勻強磁場中,磁場與導軌所在平面垂直,金屬棒ab可沿導軌自由移動,導軌左端M、P接一定值電阻,金屬棒和導軌電阻均不計,現(xiàn)將金屬棒沿導軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運動;若保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后,速度為v,加速度為a2,最終也以2v做勻速運動,求a1和a2的比值?

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(2012?昆山市模擬)如圖所示,兩光滑平行導電導軌水平放置于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場與導軌所在平面垂直.已知金屬棒ab能沿導軌自由移動,且導軌一端跨接一個定值電阻R,金屬棒與導軌電阻均不計.現(xiàn)將金屬棒沿導軌以初速度v0開始向右拉動,若保持拉力恒定不變,經(jīng)過時間t1后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運動.若再使金屬棒仍以初速度v0開始,保持拉力的功率不變,經(jīng)過時間t2后金屬棒速度變?yōu)関,加速度為a2,最終以速度2v做勻速運動.則( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,兩光滑平行的金屬導軌所在的平面與水平面成一角,導軌上端cd通過電阻R連接(不計電路中的其它電阻),勻強磁場垂直穿過導軌平面.若金屬桿ab以沿平行于導軌平面大小為2
gh
的初速度從金屬導軌的底端向上滑行,達到距離導軌底端水平面的最大高度為h,后又沿導軌平面返回下滑至導軌底端原處,在這過程中金屬桿( 。
A、上行過程中流過電阻R上的感應電流的方向是由c端流向d端
B、上行時間小于下行時間
C、上行過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量比下行時的大
D、上行過程導體桿ab受到的磁場力的沖量的大小跟下行時的不相等

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