如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角，導(dǎo)軌間距，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為T，方向垂直斜面向上。將甲乙兩電阻阻值相同、質(zhì)量均為kg的相同金屬桿如圖放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距也為，其中m。靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導(dǎo)軌的外力F，使甲金屬桿在運(yùn)動過程中始終做沿導(dǎo)軌向下的勻加速直線運(yùn)動，加速度大小5m/s2，乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時即作勻速運(yùn)動。（取m/s2）

（1）求金屬桿甲的電阻R；
（2）以剛釋放時，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關(guān)系；
（3）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量J，試求此過程中外力F對甲做的功。
（1）
（2）（N）
（3） WF="2/75J" =0.0266J

試題分析：（1）因為甲、乙加速度相同，所以，當(dāng)乙進(jìn)入磁場時，甲剛出磁場
乙進(jìn)入磁場時的速度
根據(jù)平衡條件有

解得：
（2）甲在磁場中運(yùn)動時，外力F始終等于安培力


解得：，方向沿導(dǎo)軌向下
（3）乙進(jìn)入磁場前，甲、乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為，則有

又
故外力F對甲做的功
甲出磁場以后，外力F為零
乙在磁場中，甲、乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為，則有

又

解得：
點(diǎn)評：本題難度中等，關(guān)鍵是根據(jù)回路的構(gòu)成和導(dǎo)體棒切割磁感線從能量轉(zhuǎn)化角度考慮問題，切割磁感線的那一部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源，克服安培力做功等于焦耳熱的產(chǎn)生，利用這些結(jié)論求解
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場中沿垂直磁場方向運(yùn)動，到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦，則ab以后的運(yùn)動情況可能是（     ）
A．減速運(yùn)動到停止
B．來回往復(fù)運(yùn)動
C．勻速運(yùn)動
D．加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖(a)所示,一個由導(dǎo)體制成的矩形線圈,以恒定速度v運(yùn)動,從無場區(qū)域進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后出來.若取逆時針方向為電流的正方向,那么在(b)圖中所示的圖像中,能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的是圖（　 ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以轉(zhuǎn)動的銅盤（不計各種摩擦），現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動．下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是：
A．銅盤中沒有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
B．銅盤中有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
C．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將很快停下
D．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將越轉(zhuǎn)越快

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在勻強(qiáng)磁場中有兩根平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩根可沿導(dǎo)軌平動的導(dǎo)體棒ab、cd,如圖所示,兩根導(dǎo)體棒勻速移動的速率分別為v1和v2,則下列情況可以使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)。
A．a(chǎn)b、cd均向右運(yùn)動,且v1=v2
B．a(chǎn)b、cd均向右運(yùn)動,且v1>v2
C．a(chǎn)b、cd均向左運(yùn)動,且v1>v2
D．a(chǎn)b向右運(yùn)動,cd向左運(yùn)動,且v1=v2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，一對平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)軌間距l＝0.20 m，電阻R＝1.0 Ω。有一導(dǎo)體桿靜止地放在導(dǎo)軌上，與兩導(dǎo)軌垂直，桿及導(dǎo)軌的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．現(xiàn)用一外力F沿導(dǎo)軌方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示．求出桿的質(zhì)量m和加速度a大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平方向的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域高度為d，三個寬度均為d的由相同導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框豎直置于磁場的上方，它們的底邊處在同一高度，線框的高度hA＝d/2，hB＝d，hC＝3d/2。當(dāng)導(dǎo)線框A、B、C由靜止開始釋放后，在經(jīng)過勻強(qiáng)磁場的過程中線框受到的磁場力始終小于線框的重力，則（    ）

A.剛進(jìn)入磁場時三個導(dǎo)線框的速度相同     
B.線框進(jìn)入磁場d/2后，導(dǎo)線框C的加速度最大 
C.通過磁場過程中無感應(yīng)電流的時間導(dǎo)線框A最長   
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場后，位移小于d/2以前，經(jīng)相等位移時導(dǎo)線框C的速度最大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

把一線框從一勻強(qiáng)磁場中拉出，如圖所示。第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是 2 v ，其它條件不變，則前后兩次拉力大小之比是           ，拉力功率之比是       ，線框產(chǎn)生的熱量之比是         ，通過導(dǎo)線截面的電量之比是           。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示,一個質(zhì)量m=16g、長d=0.5m、寬L=0.1m、電阻R=0.1Ω的矩形線框從高處自由落下,下落5m高度,下邊開始進(jìn)入一個跟線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場.已知磁場區(qū)域的高度h=1.55m,線框進(jìn)入磁場時恰好勻速下落(g取10m／s2).問：(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大?(2)線框下邊將要出磁場時的速率多大?

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同步練習(xí)冊答案