如圖所示，光滑平行的金屬導軌MN和PQ，間距為L，與水平面之間的夾角α，勻強磁場磁感應強度為B，垂直于導軌平面向上，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垂直導軌放置，其它電阻不計，若給金屬桿ab平行斜面向上以速度v0，使之沿斜面開始運動，上升的最大高度為h，經(jīng)過一段時間金屬棒ab又回到出發(fā)點，則（　�。�
分析：A、棒在磁場中切割磁感線，從而產(chǎn)生感應電動勢，形成感應電流，出現(xiàn)安培阻力，結合安培力表達式與歐姆定律，可知，安培力與速度有關，因此根據(jù)牛頓第二定律，可確定棒上升過程中運動性質(zhì)；
B、由法拉第電磁感應定律，結合歐姆定律與電量表達式，從而可得出通過電阻電量的綜合表達式；
C、根據(jù)能量守恒定律，可知，過程中減小的動能等于電阻R、r上產(chǎn)生的焦耳熱與增加的重力勢能；
D、根據(jù)動量定理，結合能量守恒定律，即可求解．
解答：解：A、金屬棒ab從開始運動到上升最高點的過程中，受到的安培力的綜合表達式為F=
B2L2v
R+ r
，因速度的變化，導致安培力變化，從而使合外力變化，則加速度變化，因此做變減速直線運動，故A錯誤；
B、金屬棒ab從開始運動到上升到最高點的過程中，通過電阻電量的綜合表達式q=
△?
R+r
=
BL
h
sinα
R+r
=
BLh
(R+r)sinα
，故B正確；
C、根據(jù)能量守恒定律，可知，過程中減小的動能等于電阻R、r上產(chǎn)生的焦耳熱與增加的重力勢能，即為
1
2
mv02-mgh，而不是單獨電阻R的熱量，故C錯誤；
D、根據(jù)能量守恒定律，可知，因存在焦耳熱量，則上升的初速度大于下降的末速度，再由動量定理，可得棒ab在上升階段的合外力的沖量大于下降階段，故D錯誤；
故選：B．
點評：考查棒在磁場中切割磁感線過程中，受力與運動的分析，注意速度影響著安培力，從而影響合外力，并掌握能量守恒定律、動量定理等規(guī)律，最后注意電路中產(chǎn)生焦耳熱量與電阻R產(chǎn)生焦耳熱量是不等的．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，光滑平行的金屬導軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強磁場磁感應強度B=2.0T，垂直于導軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導軌放置，用變力F沿導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動，則：（g=10m/s2）
（1）在5s內(nèi)平均感應電動勢是多少？
（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：

精英家教網(wǎng)如圖所示，光滑平行的水平金屬導軌MNPQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導軌間OO1O1′O矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向下、寬為d的勻強磁場，磁感強度為B．一質(zhì)量為m，電阻為r的導體棒ab，垂直擱在導軌上，與磁場左邊界相距d0．現(xiàn)用一大小為F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由靜止開始運動，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導軌始終保持良好的接觸，導軌電阻不計）．求：
（1）在圖中標出當棒ab進入磁場后流過電阻R的電流方向；
（2）棒ab在離開磁場右邊界時的速度；
（3）棒ab通過磁場區(qū)的過程中整個回路所消耗的電能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?南通二模）如圖所示，光滑平行的長金屬導軌固定在水平面上，相距L=1m，左端連接R=2Ω電阻，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導體棒MN垂直放置在兩平行金屬導軌上，彼此電接觸良好，導軌的電阻不計．在兩導軌間有這樣的磁場：0≤x≤0.5m區(qū)間，磁場方向豎直向下，磁感應強度B大小隨x變化關系是B=0.6sin
πx2xn
(T)，x0=0.5m；0.5m＜x≤1m區(qū)間，磁場方向豎直向上，兩區(qū)域磁感應強度大小關于直線x=0.5m對稱．
（1）導體棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v0=1m/s勻速穿過磁場區(qū)，求此過程中感應電流的最大值Im．
（2）在（1）的情況下，求棒穿過磁場過程中拉力做的功W以及電阻R上產(chǎn)生的熱量QR．
（3）若只給棒一個向右的初速度從O點進入磁場并最終穿出磁場區(qū)，它經(jīng)過x=0.75m點時速度v=5m/s，求棒經(jīng)過該點時的加速度a．

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

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