3．如圖所示，光滑平行的水平金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=10m，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有電阻R=3.0Ω，質(zhì)量為m=1.0kg，阻值為r=1.0Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，在水平恒力F=9.0N作用下靜止開始運(yùn)動(dòng)，V-t圖象如圖乙，導(dǎo)軌足夠長．求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；
（2）若在0-t時(shí)間內(nèi)流經(jīng)R的電荷量為q=9C，求此過程中R上消耗的焦耳熱Q．

分析 （1）由圖象可知金屬桿最后勻速運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)平衡條件結(jié)合安培力的計(jì)算公式求解；
（2）根據(jù)電荷量的計(jì)算公式求解運(yùn)動(dòng)的位移大小，根據(jù)能量關(guān)系和焦耳定律可得R上消耗的焦耳熱Q．

解答 解：（1）由圖象可知，金屬桿最后以v=4.0m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)；
根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得安培力大小為：FA=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$，
根據(jù)平衡條件可知：F=FA，
聯(lián)立解得：B=3.0T；
（2）設(shè)金屬板在0-t時(shí)間內(nèi)的位移為x，根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得：q=It=$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{BLx}{R+r}$，
代入數(shù)據(jù)解得：x=12m；
根據(jù)能量關(guān)系可得：Fx=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$+Q總，
根據(jù)焦耳定律可得R上消耗的焦耳熱為：Q=$\frac{R}{R+r}{Q}_{總}$，
聯(lián)立解得：Q=75.0J．
答：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為3.0T；
（2）若在0-t時(shí)間內(nèi)流經(jīng)R的電荷量為q=9C，此過程中R上消耗的焦耳熱為75.0J．

點(diǎn)評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠豎直墻壁，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊．今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方h高處從靜止開始下落，與半圓槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是（　�。�
A．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒
B．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的B至C過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒
C．小球離開C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)
D．小球從A點(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)向右側(cè)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)物電路測電流表G1的內(nèi)阻r1．可供選擇的器材如下：
待測電流表G1：量程為0〜5mA，內(nèi)阻約為300Ω
電流表G2：量程為0-10mA，內(nèi)阻約為40Ω
滑動(dòng)變阻器R1：陽值范圍為0-1000Ω 
滑動(dòng)變阻器R2：阻值范圍為0-20Ω 
定值電阻R3：阻值為40Ω  
定值電阻R4：阻值為200Ω  
定值電阻R5：阻值為2000Ω
干電池E：電動(dòng)勢約為1.5V，內(nèi)阻很小可忽略
開關(guān)S及導(dǎo)線若干
①滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選R2，定值電阻R0應(yīng)選R4（填寫器材后面的代號）
②實(shí)驗(yàn)步驟如下：
a．按電路圖連接電路，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P調(diào)到左端 （選填“左端”、“中間”、“右端”）
b．閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P至某一位置，記錄G1和G2的讀數(shù)，分別記為I1和I2
c，改變滑片P位置，記錄各次G1和G2的讀數(shù)I1和I2，得到多組I1和I2
d．以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)作圖得到了如圖（b）所示的圖線
e．利用求得的I2-I1圖線的斜率k和已知的定值電阻R0，計(jì)算待測電流表G1內(nèi)阻的表達(dá)式為r1=（k-1）R0（k、R0表示）
③如果實(shí)驗(yàn)室只有電動(dòng)勢約為6V電源，要求利用本題提供的實(shí)驗(yàn)器材，仍然在圖（a）所示電路圖基礎(chǔ)上完成本實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)辦法是：與電源串聯(lián)電阻R3．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．有兩平行的金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距為d，右端與一電阻R相連，整個(gè)系統(tǒng)位于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里．現(xiàn)有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒靜止置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下，以加速度a向左勻加速運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)過程中，始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好．已知導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻可忽略．求：t時(shí)刻水平外力的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖所示，長為L電阻值為R的直導(dǎo)體棒平放在紙面上，大小為B的勻強(qiáng)磁場垂直于紙面分布，現(xiàn)使直棒以垂直于棒大小為v的速度勻速運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（　�。�
A．棒中感應(yīng)電流由a到b，大小為$\frac{BLv}{R}$
B．棒中感應(yīng)電動(dòng)勢小于BLv，a端電勢低于b端
C．棒中感應(yīng)電動(dòng)勢等于BLv，a端電勢高于b端
D．棒中感應(yīng)電動(dòng)勢等于BLv，a端電勢低于b端

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（　�。�
A．衛(wèi)星a減速有可能變軌到與b、c在同一軌道
B．b、c受到地球的萬有引力相等
C．衛(wèi)星b實(shí)施加速將會(huì)追上衛(wèi)星c
D．給衛(wèi)星C實(shí)施短暫的點(diǎn)火加速，往后其線速度有可能比衛(wèi)星b小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．一氣球由地面勻速上升，當(dāng)氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子向上爬時(shí)，下列說法不正確的是（　�。�
A．氣球可能勻速上升B．氣球可能相對地面靜止
C．氣球可能下降D．氣球運(yùn)動(dòng)速度不發(fā)生變化

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，甲、乙兩車的質(zhì)量均為M，靜置在光滑的水平面上，兩車相距為L，乙車上人的質(zhì)量為m，他通過一條輕繩拉甲車，甲、乙兩車最后相接觸，以下說法正確的是（　�。�
A．甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)中速度之比為$\frac{M+m}{M}$
B．甲車移動(dòng)的距離為$\frac{M+m}{2M+m}L$
C．乙車移動(dòng)的距離為$\frac{M}{2M+m}L$
D．甲、乙兩車運(yùn)動(dòng)中的速度之比為$\frac{M}{M+m}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

3．如圖所示，一堆平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，左端用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面上，現(xiàn)用水平恒力F沿軌道向右拉導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻消耗的功率為3W，求：
（1）水平恒力F
（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度
（3）從靜止開始到勻速運(yùn)動(dòng)的過程中導(dǎo)體棒位移s=2m，求電阻R產(chǎn)生的焦耳熱．

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同步練習(xí)冊答案