如圖甲所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻r=0.1Ω，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連，兩導(dǎo)軌間的距離L=0.20m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與桌垂直，已知磁感強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt，比例系數(shù)k=0.20T/s，一電阻不計(jì)、質(zhì)量m為0.1kg的金屬桿可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻金屬桿緊靠在P、Q兩端，在外力F作用下桿以恒定加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，已知加速度a=0.5m/s2，求：

（1）經(jīng)1s金屬桿通過的位移以及1s末時(shí)金屬桿的速度；

（2）1s末時(shí)圖示回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（3）1s末時(shí)金屬桿所受的安培力；

（4）試在圖乙中畫出外力F隨時(shí)間變化的圖像。

        

（14分）

解：

（1）（1分）

（1分）

（2）

（3分）

（3）

（2分）

（2分）

（4）

（2分）

（1分）

圖線正確2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： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的豎直光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=0.1m，導(dǎo)軌下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.4Ω的電阻．質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.1Ω的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向外的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．
（1）若金屬棒距導(dǎo)軌下端為L(zhǎng)2=0.2m，磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，為保持金屬棒靜止，試求作用在金屬棒中央、沿豎直方向的外力隨時(shí)間變化的關(guān)系式；
（2）若所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B′，通過恒定功率Pm=6W的豎直向上的拉力使棒從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，棒向上運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的情況如圖丙所示，圖中OA段為曲線，AB段為直線，其反向延長(zhǎng)線與t軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0.6，0）．試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′的大小和變速運(yùn)動(dòng)階段在電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向成θ角的斜面上，θ=370，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.3m．在斜面上加有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)軌底端接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻．質(zhì)量m=1kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab橫跨在平行導(dǎo)軌間，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒從距底端高為h1=2.0m處以平行于導(dǎo)軌向上的初速度v0=10m/s上滑，滑至最高點(diǎn)時(shí)高度為h2=3.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．
（1）求ab棒上升至最高點(diǎn)的過程中，通過電阻R的電量q和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q．
（2）若ab棒固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化（2.5×10-2～7.5×10-2s內(nèi)是正弦規(guī)律變化），電阻R在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=5J，取π2=10，求B0．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1=1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角，上端連接阻值R=1.5Ω的電阻；質(zhì)量為m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的勻質(zhì)金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2=4m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示．（g=10m/s2）
（1）保持ab棒靜止，在0～4s內(nèi)，通過金屬棒ab的電流多大？方向如何？
（2）為了保持ab棒靜止，需要在棒的中點(diǎn)施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，求當(dāng)t=2s時(shí)，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金屬棒將由靜止開始下滑，這時(shí)用電壓傳感器將R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后，記下該時(shí)刻棒的位置，測(cè)出該位置與棒初始位置相距2.4m，求金屬棒此時(shí)的速度及下滑到該位置的過程中在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻
R
 
1
及理想電壓表，電阻r=2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻
R
 
2
，已知
R
 
1
=2Ω，
R
 
2
=1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計(jì)．在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場(chǎng)，CE=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示．開始時(shí)電壓表有示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)榱愫螅瑢?duì)金屬棒施加一水平向右的恒力F，使金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)電壓表的示數(shù)又變?yōu)樵瓉?lái)的值，金屬棒在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)過程中電壓表的示數(shù)始終保持不變．求：
精英家教網(wǎng)（1）t=0.1s時(shí)電壓表的讀數(shù)；
（2）恒力F的大��；
（3）從t=0時(shí)刻到金屬棒運(yùn)動(dòng)出磁場(chǎng)過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的熱量．

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