光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其他電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如下圖所示，用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如下圖所示，g取10m/s2，導(dǎo)軌足夠長，求：
（1）恒力F的大�。�
（2）金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大��；
（3）若從開始到達(dá)到最大速度過程中，流過R的電荷量為2C，則在這個(gè)過程里所發(fā)生的位移是多少？
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（1）由圖知，在恒力F作用下金屬桿ab達(dá)到的最大速度 vmax=4 m/s，此時(shí)桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有
   F-mgsin α-F安=0      
又感應(yīng)電流  I=
BLvm
R
 
安培力大小為F安=
B2L2vm
R
，
聯(lián)立得 F=mgsinα+
B2L2vm
R
，
代入解得 F=18 N．
（2）由牛頓第二定律得：
  F-mgsin α-F安′=ma           
將v=2 m/s時(shí)，F(xiàn)安′=
B2L2v
R

根據(jù)牛頓第二定律得
a=
F-mgsinα-
B2L2v
R
m

代入解得，a=2m/s2．
（3）由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=
△φ
△t
=
B△S
△t
 ①
而  q=I△t=
E△t
R
 ②
由①②式得：q=
B△S
R
  且△S=L?x
所以：x=2m
答：
（1）恒力F的大小是18N；
（2）金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大小是2m/s2；
（3）若從開始到達(dá)到最大速度過程中，流過R的電荷量為2C，則在這個(gè)過程里所發(fā)生的位移是2m．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根光滑平行的金屬導(dǎo)軌，放在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身電阻不計(jì)，斜面處在一勻強(qiáng)磁場中，方向垂直斜面向上，一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬棒，在沿斜面并與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升了h高度在上滑過程中（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距為L，與水平面之間的夾角α，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值為R的電阻，電阻為r、質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其它電阻不計(jì)，若給金屬桿ab平行斜面向上以速度v0，使之沿斜面開始運(yùn)動(dòng)，上升的最大高度為h，經(jīng)過一段時(shí)間金屬棒ab又回到出發(fā)點(diǎn)，則（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?和平區(qū)一模）光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖甲所示．用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如圖乙所示，g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長．求：
（1）恒力F的大�。�
（2）金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大小．
（3）根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，用變力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，若金屬桿ab以恒定加速度a=2m/s2，由靜止開始做勻變速運(yùn)動(dòng)，則：（g=10m/s2）
（1）在5s內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢是多少？
（2）第5s末，回路中的電流多大？
（3）第5s末，作用在ab桿上的外力F多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?重慶模擬）如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=0.8m，其框架平面與水平面成．θ=30°，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R=1.80Ω的電阻，在兩一導(dǎo)軌間矩形區(qū)域00101′0′內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向下、寬為d=0.6m的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=lT．一質(zhì)量為m=0.16kg、電阻為r=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab，垂直擱置于導(dǎo)軌上，與磁場上邊界相距d0=0.4m，現(xiàn)使它由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在棒ab離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g=l0m/s2）求：
（1）棒ab在進(jìn)人磁場上邊界時(shí)的速度；
（2）棒ab在磁場中作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；
（3）棒ab通過磁場區(qū)域過程中整個(gè)電路所產(chǎn)生的熱量．

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