如圖所示，相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。導(dǎo)軌一端連接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌本身的電阻不計(jì)，一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒ab橫跨在導(dǎo)軌上，如圖所示。現(xiàn)對(duì)金屬棒施一恒力F，使其從靜止開始運(yùn)動(dòng)。求：

（1）運(yùn)動(dòng)中金屬棒的最大速度為多大？
（2）金屬棒的速度為最大速度的四分之一時(shí),
①求ab金屬棒的加速度
②求安培力對(duì)ab金屬棒做功的功率
解：（1）當(dāng)金屬棒由于切割磁感線而受安培力作用，安培力與所受恒力F相等時(shí)速度達(dá)到最大，即
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E="BLv               " （1分）
由閉合電路歐姆定律：（1分）
ab受的安培力（1分）
由二力平衡：F=F安　　�。�1分）
由以上四式可解得：（2分）
（2）當(dāng)金屬棒的速度為最大速度的四分之一時(shí)：
①由法拉第電磁感應(yīng)定律：（1分）
由閉合電路歐姆定律：　　　　（1分）
ab受的安培力F2=IBL（1分）
由牛頓第二定律： F-F2=ma（2分）
由閉合電路歐姆定律：以上四式可解得：a=3F/4m（2分）
② 由 P=-F2V2（1分）
解得：P=-F2（R+r）/16B 2L 2（2分）
略
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

【2012? 北京市西城區(qū)期末】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長(zhǎng)，兩軌道間的寬度L＝0.50m。軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻。軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.40T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量m=0.50kg的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置。在沿著軌道方向向右的力F作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力。

（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N。求
a．導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度大小vm；
b．導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大小a。
（2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導(dǎo)體棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=2.0m/s2。從力F作用于導(dǎo)體棒的瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角，兩導(dǎo)軌的間距l=0.50m，一端接有阻值R=1.0Ω的電阻。質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，與軌道垂直，電阻r=0.25Ω。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。t=0時(shí)刻，對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F，使之由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中的電流隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計(jì)，g取10m/s2，求：   
（1）4.0s末金屬棒ab瞬時(shí)速度的大小；
（2）4.0s末力F的瞬時(shí)功率。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，閉合小金屬環(huán)從高h(yuǎn)的光滑曲面上端無(wú)初速滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，水平方向的磁場(chǎng)與光滑曲面垂直，則
A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用鋁板制成“U”形框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，讓整個(gè)裝置在水平方向的磁場(chǎng)中向左以速度V勻速運(yùn)動(dòng)，若懸線拉力為F，則
A．懸線豎直，F(xiàn)=mg
B．懸線豎直，F(xiàn)＜mg
C．適當(dāng)選擇V的大小可使F=0
D．因條件不足，F(xiàn)與mg的大小關(guān)系無(wú)法確定

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根固定的光滑金屬導(dǎo)軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導(dǎo)軌間距為L＝0.5m，導(dǎo)軌的傾斜部分與水平面成530角。導(dǎo)軌的傾斜部分有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上，導(dǎo)軌的水平部分有n個(gè)相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向豎直向上，所有磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小均為B＝1T，磁場(chǎng)沿導(dǎo)軌的長(zhǎng)度均為L＝0.5m，磁場(chǎng)在左、右兩側(cè)邊界均與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌的水平部分中相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的間距也為L。現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.5kg，電阻為r＝0.2Ω，邊長(zhǎng)也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導(dǎo)軌上由靜止釋放，釋放時(shí)MN邊離水平導(dǎo)軌的高度h＝2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進(jìn)磁場(chǎng)abcd時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此后，金屬線框從導(dǎo)軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止。取重力加速度g＝10m/s2,sin530＝0.8, cos530＝0.6。求：⑴金屬線框剛釋放時(shí)MN邊和ab邊的距離；⑵金屬線框能穿越導(dǎo)軌水平部分中幾個(gè)完整的磁場(chǎng)區(qū)域；⑶整個(gè)過(guò)程中金屬線框幾產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，有一個(gè)矩形線圈，質(zhì)量m＝0.016kg，長(zhǎng)L＝0.5m，寬d＝0.1m，電阻R＝0.1Ω。從離勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊緣高h(yuǎn)＝5m處由靜止自由下落，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈恰能做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力，H＞h，取g＝l0m／s2。求：
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�
(2)線圈由位置1到完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，正方形導(dǎo)線框abcd勻速穿過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為L(zhǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；導(dǎo)線框的電阻為R，邊長(zhǎng)為2L，在穿過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)線框ab、cd兩邊始終保持與磁場(chǎng)邊界平行，導(dǎo)線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直；導(dǎo)線框的速度大小為v，方向垂直于cd邊，規(guī)定電流沿。為正方向。
(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出cd邊進(jìn)人磁場(chǎng)到ab邊離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨位移變化的i—x圖像；（標(biāo)出縱坐標(biāo)的值）
(2)求在上述過(guò)程中導(dǎo)線框所產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根完全相同的“V”字形導(dǎo)軌OPQ與KMN放在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌都在豎直平面內(nèi)且正對(duì)、平行放置，其間距為L，電阻不計(jì)。兩根導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，所形成的兩個(gè)斜面與水平面的夾角都是α。兩個(gè)金屬棒ab和的質(zhì)量都是m，電阻都是R，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，兩個(gè)金屬棒離最低點(diǎn)都足夠遠(yuǎn)�？臻g有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。下列判斷正確的是（     ）
A．讓固定不動(dòng)，將ab釋放，則ab的加速度將逐漸增大
B．讓固定不動(dòng)，將ab釋放，則ab的最大速度是
C．如果將ab與同時(shí)釋放，兩棒達(dá)到最大速度時(shí)的總電動(dòng)勢(shì)比只釋放一個(gè)棒達(dá)到最大速度時(shí)的電動(dòng)勢(shì)大
D．如果將ab與同時(shí)釋放，兩棒達(dá)到的最大速度是只釋放一個(gè)棒時(shí)最大速度的2倍

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同步練習(xí)冊(cè)答案