如圖所示，水平面上有兩根平行的光滑導(dǎo)軌MN、PQ，相距L=1m，在M和P之間接有R=2Ω的定值電阻，金屬棒ab的質(zhì)量m=0.5kg，垂直放在導(dǎo)軌上，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感強度為B=0.5T，其它電阻不計．
（1）若金屬棒ab在F力作用下，以a=4m/s2的加速度向右從靜止開始作勻加速直線運動，求第10s末拉力F的大小．
（2）在圖中，畫出力F的大小隨時間變化的圖線．
分析：（1）導(dǎo)體受到的拉力與安培力的合力提供金屬棒的加速度，然后結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力的公式，整理后得出拉力F隨S時間t的變化關(guān)系；
（2）在拉力F的表達式中找出兩個特殊點，然后在圖中畫出力F的大小隨時間變化的圖線．
解答：解：（1）設(shè)導(dǎo)體棒所受的安培力為FA由牛頓第二定律得：
F-FA=ma
由安培力公式得：FA=BIL    
產(chǎn)生的電動勢：E=BLv      
根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：I=
E
R
=
BLv
R
=
BLat
R

由以上式子可得：F=ma+
B2L2at
R
=2+0.5t
當t=10s時代入上式可得：F=7N
（2）由F=2+0.5t得圖線為一直線，過（0，2）（10，7）兩點．如圖．
答：（1）第10s末拉力F的大小為7N；（2）力F的大小隨時間變化的圖線如圖．
點評：對棒進行受力分析、熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓第二定理等正確解題．難度適中．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平面上有一重為40N的物體，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持靜止，F(xiàn)1與F2的方向相反．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，設(shè)最大的靜摩擦力等于滑動摩擦力．求：
（1）物體所受摩擦力的大小和方向．
（2）若只撤去F1，物體所受摩擦力的大小和方向．
（3）若只撤去F2，物體所受摩擦力的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R=3.0Ω的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長L=0.5m，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好．整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.4T．現(xiàn)使ab以v=10m/s的速度向右做勻速運動．求：
（1）ab中的感應(yīng)電動勢；
（2）求電路中的電流．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平面上有一重40N的物體，受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持靜止．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，求：
（1）此時物體所受的摩擦力多大？
（2）將F1撤去后，物體所受的摩擦力為多大？
（3）將F2撤去后，物體所受的摩擦力為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面上有一個動力小車，在動力小車上豎直固定著一個長度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為n，總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m，小車運動過程所受摩擦力為f．小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為d（d＞L1）的有界磁場的左邊界重合．磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強度為B．現(xiàn)控制動力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進入磁場，線圈全部進入磁場后，開始做勻速直線運動，直至完全離開磁場，整個過程中，牽引力的總功為W．
（1）求線圈進入磁場過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量．
（2）求線圈進入磁場過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱．
（3）寫出整個過程中，牽引力的功率隨時間變化的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面上有A、B兩物體疊放在一起，現(xiàn)有一水平恒力F作用在A物體上，恰能使A、B兩物體一起沿水平面做勻速運動．在運動過程中突然將作用在A上的恒力F撤去迅速作用在B上，并保持大小、方向不變，則A、B的運動狀態(tài)為（　　）
A、一起勻速直線運動B、一起加速運動C、B加速、A減速D、無法判斷，因為A、B的質(zhì)量關(guān)系及接觸面間的摩擦情況未知

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