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如圖所示，一對平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的電阻，一質量m＝0.2 kg，電阻忽略不計的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B＝1.0 T，棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，現(xiàn)用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動（棒MN在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸），當電阻R產生熱量Q =" 5.8" J時獲得穩(wěn)定速度，此過程中，通過電阻R的電量q =" 2.8" C（g取10m/s2），求：

(1)棒MN達到的穩(wěn)定速度多大？
(2)棒MN從靜止開始到穩(wěn)定速度的時間是多少？
（1）2m/s（2）1.5s

試題分析：（1）當安培力和拉力F,摩擦力相平時，物體速度達到平衡，，，故,即
又知道
聯(lián)立解得穩(wěn)定時，
（2）通過R的電路為：,，解得此時桿向前滑動的距離，克服摩擦力做功為，此時動能增加量為：故拉力做功為
所以拉力做功為，解得
點評：本題難度較大，是一道電磁感應與電路、運動學相結合的綜合題，分析清楚棒的運動過程、做功情況是正確解題的關鍵．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平光滑的平行金屬導軌，左端接有電阻R，勻強磁場B豎直向下分布在導軌所在的空間內，質量一定的金屬棒PQ垂直導軌放置。今使棒以一定的初速度v0向右運動，當其通過位置a、b時，速率分別為va、vb，到位置c時棒剛好靜止，設導軌與棒的電阻均不計，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個過程中(    )
A．回路中產生的內能不相等
B．棒運動的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通過棒橫截面的電量相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，平行導軌a、b和平行導軌c、d在同一平面內，兩導軌分別和兩線圈相連接，勻強磁場的方向垂直兩導軌所在的平面.金屬棒L1和L2可在兩導軌上沿導軌自由滑動，棒L2原來靜止，用外力使L1向左運動，下列說法中正確的是（    ）
A．當L1向左勻速運動時，L2將向左運動
B．當L1向左勻速運動時，L2將向右運動
C．當L1向左加速運動時，L2將向左運動
D．當L1向左加速運動時，L2將向右運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應強度為B，一質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經過足夠長的時間后，金屬桿的速度會達到最大值vm，則      (       )
A．如果B增大，vm將變大
B．如果α增大，vm將變大
C．如果R增大，vm將變大
D．如果m減小，vm將變大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一勻強磁場中有一足夠長的U形導線框abcd，線框處于水平面內，磁場與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導體桿，它可以在ab、cd上無摩擦地滑動.桿ef及線框中導線的電阻都可不計．開始時，給ef一個向右的初速度，則
A．ef將向右勻減速運動
B．ef運動的加速度越來越小
C．R的熱功率均勻減小
D．ef減少的動能等于R產生的熱量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距L=0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質量m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時間圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計.

(1) 求R的阻值.
(2) 當棒的位移為100m時，其速度已經達到了最大速度10m/s，求在此過程中電阻上產生的熱量.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間存在一有邊界的條形勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直平面（紙面）垂直，磁場邊界的間距為。一個質量為、邊長也為的正方形導線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、下邊始終與磁場的邊界平行。時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置Ⅰ），導線框的速度為。經歷一段時間后，當導線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合時（圖中位
置Ⅱ），導線框的速度剛好為零。此后，導線框下落，經過一段時間回到初始位置Ⅰ。則   （   ）
A．上升過程中，導線框的加速度逐漸增大
B．下降過程中，導線框的加速度逐漸增大
C．上升過程中，合力做的功與下降過程中合力做的功相等
D．上升過程中，克服安培力做的功比下降過程中的多

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，有一傾角α=37°的粗糙斜面，斜面所在空間存在一有界矩形勻強磁場區(qū)域GIJH，其寬度GI=HJ=L=0.5m。有一質量m=0.5Kg的“日”字形勻質導線框abcdef，從斜面上靜止釋放，釋放時ef平行于GH且距GH為4L，導線框各段長ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，，ab、cd、ef三段的阻值相等、均為R=0.5Ω，其余電阻不計。已知ef邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動，不計導線粗細，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）ef邊剛進入磁場時的速度v
（2）勻強磁場的磁感應強度B
（3）線框從開始運動到ab邊穿出磁場過程中ab邊發(fā)的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(14分)如圖所示，輪軸大輪半徑為3r，小輪半徑為r，大輪邊懸掛質量為m的重物，小輪邊懸掛“日”字型線框，線框質量也為m，線框豎直邊電阻不計，三根橫邊邊長為L，電阻均為R。水平方向勻強磁場的磁感應強度為B，磁場寬度與線框橫邊間距相同，均為h，輪軸質量和摩擦不計。從靜止釋放重物，線框一進入磁場就做勻速運動。

（1）判斷“日”字型線框最上面的一條邊進入磁場時，流經它的電流方向；
（2）求線框進入磁場的速度大小v；
（3）求剛釋放重物時，線框上邊與磁場下邊緣的距離H；
（4）求線框全部通過磁場的過程中產生的熱量Q。

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