20．如圖，光滑的豎直導軌放置于勻強磁場B中，寬為L，放有一根導體棒ab，其接入導軌電阻為r，由靜止開始運動，外電阻為R，分析ab的受力情況和運動情況，并求出ab的最大速度．

分析 根據(jù)安培力的變化結(jié)合牛頓第二定律分析加速度的變化；當導體棒最終勻速下落時速度最大，重力與安培力平衡，根據(jù)平衡條件和安培力公式結(jié)合求解最大速度．

解答 解：導體棒開始由靜止下滑，切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則：ab棒的感應(yīng)電流方向由a指向b，由左手定則：ab棒所受磁場力豎直向上，大小為BIL；
根據(jù)牛頓第二定律可得a=$\frac{mg-BIL}{m}$，隨著速度增大、感應(yīng)電流增大，安培力變大，加速度減小，當安培力和重力相等時，加速度為零，導體棒做勻速直線運動；  
當導體棒最終勻速下落時速度最大，重力與安培力平衡，則有：mg-FA=0 
由 E=BLvm，I=$\frac{E}{R+r}$，F(xiàn)A=BIL
解得：vm=$\frac{mg（R+r）}{{B}^{2}{L}^{2}}$．
答：導體棒受到重力和安培力作用，開始做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動；最大速度為$\frac{mg（R+r）}{{B}^{2}{L}^{2}}$．

點評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下導體棒的平衡問題，根據(jù)平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動能定理、功能關(guān)系等列方程求解．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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6．為了測出樓房的高度，某同學讓一石塊從樓頂作自由下落至地面（不計空氣阻力，重力加速度為已知量），不能測出樓房的高度的是（　　）
A．測量石塊下落到地面的時間
B．測出石塊落地時的瞬時速度
C．測出石塊落地前最后1s內(nèi)的位移
D．測出石塊從靜止開始下落1m所用的時間

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．如圖所示，在沒有空氣阻力和摩擦力時（實際很小），從斜面A上由靜止釋放小球，會發(fā)現(xiàn)無論斜面B傾角怎樣變化，小球最后總能達同高（選填“同高”或“不同高”）的位置，在物理學中，把這一事實說成是有某個量是守恒的，并且把這個量叫能量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．如圖所示，在水平面內(nèi)固定一光滑的足夠長的“U”型金屬導軌，導軌間距離L=1m，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感強度B=0.5T，一質(zhì)量為m=1.5kg的導體棒在外力作用下以a=2m/s2的加速度從靜止開始向右做切割磁感線運動，導體棒在回路中的電阻r=3Ω，定值電阻R=0.2Ω，其余電阻忽略不計，求：
（1）運動2s末，導體棒受到的安培力；
（2）從運動開始2s的時間內(nèi)，流過電阻R的電量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．無限長光滑平行導軌MN、PQ水平放置，勻強垂直紙面向里，直金屬棒a、b的長度、質(zhì)量、電阻的關(guān)系為La=2Lb，ma=2mb，R=2Rb，開始時兩棒的距離比較遠，使兩棒同時獲得向右va=v0和向左vb=2v0的相向速度，且兩棒在運動過程中始終平行并與導軌垂直．求在以后的運動過程中，金屬棒b的最小速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B=0.2T，金屬棒ab垂直放在相互平行的金屬導軌MN，PQ上，并向右做切割磁感線的勻速運動，速度大小為v=5m/s，導軌間距L=40cm，磁場方向垂直軌道平面，電阻R=0.5Ω，ab棒的有效電阻為0.3Ω，其余電阻不計，摩擦也不計，試求：
（1）感應(yīng)電流的大小和方向及a、b兩點間的電壓．
（2）使金屬棒勻速運動所需的拉力．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．如圖所示，圖甲是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個半徑為r=0.1m的有25匝的線圈套在輻向形永久磁鐵槽中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）．在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為$\frac{1}{π}$T，線圈的電阻為2Ω，它的引出線接有8Ω的電珠L，外力推動線圈的P端，做往復運動，便有電流通過電珠．當線圈向右的位移隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時（x取向右為正）：
（1）試畫出感應(yīng)電流隨時間變化的圖象（取圖乙中逆時針電流為正）；
（2）求每一次推動線圈運動過程中的作用力：
（3）求該發(fā)動機的輸出功率（摩擦等損耗不計）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，正方形金屬框abcd的邊長為L，在勻強磁場區(qū)域上方某一位置由靜止釋放，當ab邊剛進入磁場時，線框開始做勻速直線運動．磁場區(qū)域的寬度為h（h＞L），磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向外，則線框進入磁場的過程和從磁場另一側(cè)穿出的過程相比較，下列說法正確的是（　�。�
A．產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同
B．所受的安培力方向相反
C．進入磁場過程的時間等于穿出磁場過程的時間
D．進入磁場過程和穿出磁場過程中通過導體內(nèi)某一截面的電荷量相等

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖甲所示，長木板A靜止在水平地面上，其右端疊放著物塊B，左端恰好在O點，水平面以O(shè)點為界，左側(cè)光滑、右側(cè)粗糙．物塊C（可以看作質(zhì)點）和D間夾著一根被壓縮的彈簧，并用細線鎖住，兩者以共同速度v0=8m/s向右運動，某時刻細線突然斷開，C和彈簧分離后，撤去D，C與A碰撞并與A粘連（碰撞時間極短），此后，AC及B的速度一時間圖象如圖乙所示．已知A、B、C、D的質(zhì)量均為m=l kg，木板A的長度l=5m，A、C與粗糙面間的動摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）長木板A與桌面間的動摩擦因數(shù)及B與A間的動摩擦因數(shù)．
（2）燒斷細線之前彈簧的彈性勢能．
（3）最終物塊B離長木板A左端的距離．

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