如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，上端接有定值電阻R1＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OOˊ下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿MN從OOˊ上方某處垂直導(dǎo)軌放置后由靜止釋放，桿下落0.2m過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示(金屬桿運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸)。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q；
（1）B＝2T；（2）q=0.05C。
（1）由圖象知，桿自由下落距離是0.05m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?i>g=10m/s2，則桿進(jìn)入磁場時的速度v==1m/s
由圖象知，桿進(jìn)入磁場時加速度a=－g＝－10 m/s2，由牛頓第二定律得
mg－F安＝ma
回路中的電動勢E＝BLv
桿中的電流I＝
R并＝
F安＝BIL=
得B＝＝2T
（2）桿在磁場中運(yùn)動產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢

桿中的平均電流

通過桿的電荷量
Q＝
q=Q=0.05C
本題意在以金屬導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動為背景，考查電磁感應(yīng)、恒定電流、力學(xué)規(guī)律等知識的綜合應(yīng)用，同時考查從物理圖象中獲取信息的能力，需要考生把金屬桿下落0.2m過程中加速度a～h的關(guān)系圖象所反映的物理過程清晰的展現(xiàn)出來。
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：問答題

圖6，金屬棒P從高h(yuǎn)處以速度v0沿光滑弧形平行導(dǎo)軌下滑，進(jìn)入軌道的水平部分后，在自下而上垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在軌道的水平部分原來靜止放著另一根金屬棒Q，已知mP∶mQ=3∶4，假設(shè)導(dǎo)軌足夠長.試問:

（1）當(dāng)P棒進(jìn)入磁場后，P、Q棒各做什么運(yùn)動？?
（2）P棒剛進(jìn)入磁場時，P、Q兩棒加速度之比為多少？?
（3）若兩棒始終沒有碰撞，求P和Q的最大速度；?
（4）在整個過程中回路中消耗的電能是多少？（已知mP）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，PQMN與CDEF為兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L。PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導(dǎo)軌；QM、DE為足夠長的水平導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的水平部分QM和DE處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。a、b為材料相同、長都為L的導(dǎo)體棒，跨接在導(dǎo)軌上。已知a棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a棒的橫截面是b的3倍。金屬棒a和b都從距水平面高度為h的弧形導(dǎo)軌上由靜止釋放，分別通過DQ、EM同時進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，a、b棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動時不會相碰。若金屬棒a、b與導(dǎo)軌接觸良好，且不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和棒與導(dǎo)軌的摩擦。
（1）金屬棒a、b剛進(jìn)入磁場時，回路中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）通過分析計(jì)算說明，從金屬棒a、b進(jìn)入磁場至某金屬第一次離開磁場的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題


①ab導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度。
②ab導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動時重力的功率、與整個回路的電功率是否等大？通過計(jì)算說明。
③為使導(dǎo)體棒cd靜止，物體M的最小質(zhì)量為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

（20分）如圖甲所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的金屬絲方框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨y的變化規(guī)律為，k為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應(yīng)強(qiáng)度相同．現(xiàn)將方框以初速度v0從O點(diǎn)水平拋出，重力加速度為g，不計(jì)阻力．
（1）通過計(jì)算確定方框最終運(yùn)動的狀態(tài)；
 
（2）若方框下落過程中產(chǎn)生的電動勢E與下落高度y的關(guān)系如圖乙所示，求方框下落H高度時產(chǎn)生的內(nèi)能．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，相距L=0.5m，導(dǎo)軌的左端用R=3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻r=lΩ的金屬桿ab，質(zhì)量m=0.2kg，整個裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，現(xiàn)對桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開始運(yùn)動，求： (1)桿能達(dá)到的最大速度多大?最大加速度為多大? (2)桿的速度達(dá)到最大時，a、b兩端電壓多大?此時拉力的瞬時功率多大? (3)若已知桿從靜止開始運(yùn)動至最大速度的過程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過程中拉力F做的功是多大?此過程持續(xù)時間多長？ (4)若桿達(dá)到最大速度后撤去拉力，則此后R上共產(chǎn)生多少熱能？其向前沖過的距離會有多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，垂直于水平桌面向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T，寬度L="2.5" m光滑金屬導(dǎo)軌OM、ON固定在桌面上，O點(diǎn)位于磁場的左邊界，且OM、ON與磁場左邊界均成角．金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，且與磁場的右邊界重合。t=0時，ab在水平向左的外力F作用下勻速通過磁場。測得回路中的感應(yīng)電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。已知OM、ON接觸點(diǎn)的電阻為R，其余電阻不計(jì)。
（1）利用圖象求出這個過程中通過ab棒截面的電荷量及電阻R；
（2）寫出水平力F隨時間變化的表達(dá)式；
（3）已知在ab通過磁場的過程中，力F做的功為W焦，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱與一恒定電流在相同時間內(nèi)通過該電阻產(chǎn)生的熱量相等，求的值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一個“”型導(dǎo)軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，ab是與導(dǎo)軌材料、粗細(xì)相同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好。在拉力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度向右運(yùn)動，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的時刻作為計(jì)時起點(diǎn)，則回路中感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流I、導(dǎo)體棒所受拉力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時間變化的圖像中正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，半徑為R的金屬圓環(huán)，處于磁感強(qiáng)度為B，方向垂直于環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場中，一根金屬桿ab在圓環(huán)上沿圓環(huán)平面在拉力的作用下以速度v勻速向右運(yùn)動。設(shè)金屬圓環(huán)和桿的單位長度的電阻均為，當(dāng)ab滑至圖示位置時，求拉力的瞬時功率P=？

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