如圖所示，電阻可忽略不計(jì)的光滑水平軌道，導(dǎo)軌間距L=1m，在導(dǎo)軌左端接阻值R=0.3Ω的電阻。在導(dǎo)軌框內(nèi)有與軌軌平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為矩形區(qū)域cdef，其中cd、ef與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)寬度剛好等于軌軌間距L，磁場(chǎng)長(zhǎng)度s=1m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一質(zhì)量為m=1kg，電阻r="0.2" Ω的金屬導(dǎo)體棒MN垂直放置于導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)對(duì)金屬棒施以垂直于導(dǎo)軌的水平外力F，金屬棒從磁場(chǎng)的左邊界cd處由靜止開(kāi)始以加速度a=0.4m/s2作勻加速運(yùn)動(dòng)。
(1) 推導(dǎo)出水平拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；
(2) 力F作用一段時(shí)間t1后撤去力F；若已知撤去F后金屬棒的速度v隨位移x的變化關(guān)系為(v0為撤去F時(shí)金屬棒速度)，并且金屬棒運(yùn)動(dòng)到ef處時(shí)速度恰好為零，則外力F作用的時(shí)間t1為多少？
(3) 若在金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域前撤出外力F，試定性畫(huà)出棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨位移變化所對(duì)應(yīng)的各種可能的圖線．(直接畫(huà)圖，不需要進(jìn)行有關(guān)推導(dǎo))
⑴⑵t="1s(3)" 各種可能圖形如下
⑴ 金屬棒作勻加速運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻的速度V=at         (1分)
金屬棒速度V時(shí)回路中的感應(yīng)電流       (1分)
金屬棒中電流為I時(shí)受到的安培力F安=BIL         (1分)
由牛頓第二定律知                 (1分)
所以拉力        (2分)
⑵ 設(shè)F的作用時(shí)間為t，在該時(shí)間內(nèi)
金屬棒達(dá)到的速度V0=at=0.4t              (1分)
金屬棒的位移             (1分)
由題意給定關(guān)系式知撤去力F到停止運(yùn)動(dòng)的位移x2
        (1分)
又根據(jù)題意知           (1分)
由以上幾式可解得t=1s             (2分)
⑶ 各種可能圖形如下。(每個(gè)圖1分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

某同學(xué)為了探究渦流制動(dòng)原理，在玩具小車(chē)的底部固定了一個(gè)水平放置的矩形線圈abcd，小車(chē)（含線圈）總質(zhì)量為4kg，閉合線圈共100匝，線圈長(zhǎng)Lab=Lcd=20cm,線圈寬Lbc=Lad=10cm，線圈的電阻為0.5歐，在小車(chē)軌道的正前方布置了一個(gè)固定的磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)的邊界始終與線圈bc邊平行，磁場(chǎng)的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，忽略小車(chē)與軌道面的摩擦，小車(chē)的初速度為2m/s。當(dāng)線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，求
1線圈中感應(yīng)電流的大小？
2線圈受安培力的大小？
3小車(chē)加速度大小？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑的長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌寬度d＝50cm，導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角?＝37°，導(dǎo)軌上端電阻R＝0.8?，其他電阻不計(jì)，導(dǎo)軌放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0．4T。金屬棒ab從上端由靜止開(kāi)始下滑，金屬棒ab的質(zhì)量m＝0.1kg。(sin37°＝0.6，g＝10m/s2)

(1)求導(dǎo)體棒下滑的最大速度；
(2)求當(dāng)速度達(dá)到5m/s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度；
(3)若經(jīng)過(guò)時(shí)間t，導(dǎo)體棒下滑的垂直距離為s，速度為v。若在同一時(shí)間內(nèi)，電阻產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該電阻上產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式(各物理量全部用字母表示)。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示 .在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.2T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 , 導(dǎo)體棒 AB 在金屬框架上以 l0m/s 向右勻速滑動(dòng) , 金屬框架的寬度為 0.5m. R1=R2="20" Ω .  其它電阻不計(jì) .求

⑴流過(guò)導(dǎo)體棒 AB 的電流多大? 電流方向如何?
(2)R1上消耗的電功率是多少?

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

【2012?山東調(diào)考】如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．t＝0時(shí)對(duì)金屬棒施一平行于導(dǎo)軌的外力F，金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)R的感應(yīng)電流隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示．下列關(guān)于穿過(guò)回路abPMa的磁通量Φ和磁通量的瞬時(shí)變化率以及a、b兩端的電勢(shì)差Uab和通過(guò)金屬棒的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖象中，正確的是(　　)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示，平行導(dǎo)軌ab、cd所在平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，ac間連接電阻R，導(dǎo)體棒ef橫跨直導(dǎo)軌間，長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻值為r，所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，導(dǎo)軌的表面光滑，其電阻可忽略，在ef棒以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，求：
①電阻R中的電流大小和方向；
②伏特表的示數(shù)；
③所加外力的大��；
④電阻R的發(fā)熱損耗的電功率。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌與定值電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面。有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，其電阻R0與定值電阻R1和R2的阻值均相等，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。若使導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，受到的安培力大小為F，此時(shí)（   ）
A．電阻R1消耗的熱功率為Fv/3
B．電阻R0消耗的熱功率為Fv/6
C．整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgv·cosθ
D．整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為Fv

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。平行導(dǎo)軌的寬度d＝0.3m，定值電阻R＝0.5?。在外力F作用下，導(dǎo)體棒ab以v＝20m/s的速度沿著導(dǎo)軌向左勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。求：
(1)通過(guò)R的感應(yīng)電流大��；
(2)外力F的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌 MN、PQ 間距為 ，其電阻不計(jì)，量導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角。完全相同的兩金屬棒 分別垂直軌道放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為 ，電阻均為，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度，棒在平行于導(dǎo)軌向上的力F 作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒恰好能夠保持靜止。取，問(wèn)
（1）通過(guò)棒的電流I 是多少，方向如何？
（2）棒受到的力F 多大？
（3）棒每產(chǎn)生的熱量，力F 做的功 W 是多少？

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