水平向上足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（如圖12－2－21所示），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計；均勻磁場豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動．當(dāng)改變拉力大小時，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動速度也會變化，和F的關(guān)系如圖12－2－22所示．（取重力加速度）

（1）金屬桿在勻速運(yùn)動之前做什么運(yùn)動？

（2）若，，；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

（3）由－F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？

（1）金屬棒在勻速運(yùn)動之前做變速運(yùn)動（加速度越來越�。�；（2）B＝1T；（3）－F圖線的截距可求得金屬棒與導(dǎo)軌間的摩擦力，大小為2N．


解析:

（1）若金屬棒與導(dǎo)軌間是光滑的，那么平衡時必有恒定拉力與安培力平衡，即

從而得到，即與F成線性關(guān)系且經(jīng)過坐標(biāo)原點．而本題的圖像坐標(biāo)沒有經(jīng)過原點，說明金屬棒與導(dǎo)軌間有摩擦．金屬棒在勻速運(yùn)動之前，隨著速度的增加，安培力越來越大，最后相等．故金屬棒在勻速運(yùn)動之前做變速運(yùn)動（加速度越來越�。�

（2）設(shè)摩擦力為，平衡時有．選取兩個平衡狀態(tài)，得到兩個方程組，從而求解得到．如當(dāng)F＝4N時，；當(dāng)F＝10N時，．代入

解得：B＝1T，

（3）由以上分析得到：－F圖線的截距可求得金屬棒與導(dǎo)軌間的摩擦力，大小為2N．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在與水平方向成θ=30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計．空間存在著勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上，軌道底端連有電阻R=10.0×10-2Ω．導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m=2.0×10-2kg，導(dǎo)體棒ab電阻r=5.0×10-2Ω，導(dǎo)體棒cd阻值與R相同．金屬軌道寬度l=0.50m．現(xiàn)先設(shè)法固定導(dǎo)體棒cd，對導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的恒定拉力，使之由靜止開始沿軌道向上運(yùn)動．導(dǎo)體棒ab沿軌道運(yùn)動距離為S=1.0m時速度恰達(dá)到最大，此時松開導(dǎo)體棒cd發(fā)現(xiàn)它恰能靜止在軌道上．取g=10m/s2，求：
（1）導(dǎo)體棒ab的最大速度以及此時ab兩點間的電勢差；
（2）導(dǎo)體棒ab從開始到運(yùn)動距離為S的過程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?重慶）兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一部分在同一水平面內(nèi)，另一部分垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R．整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時，cd桿也正好以速度v2向下勻速運(yùn)動．重力加速度為g．下列說法中正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，寬為L=2m、足夠長的金屬導(dǎo)軌MN和M′N′放在傾角為θ=30°的斜面上，在N和N′之間連有一個0.8Ω的電阻R．在導(dǎo)軌上AA′處放置一根與導(dǎo)軌垂直、質(zhì)量為m=0.8kg、電阻r=0.8Ω的金屬滑桿，導(dǎo)軌的電阻不計．用輕繩通過定滑輪將電動小車與滑桿的中點相連，繩與滑桿的連線平行于斜面，開始時小車位于滑輪的正下方水平面上的P處（小車可視為質(zhì)點），滑輪離小車的高度H=4.0m．在導(dǎo)軌的NN′和OO′所圍的區(qū)域存在一個磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場，此區(qū)域內(nèi)滑桿和導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=
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，此區(qū)域外導(dǎo)軌是光滑的（取g=10m/s2）．若電動小車沿PS以v=1.2m/s的速度勻速前進(jìn)時，滑桿由AA′滑到OO’位置過程中，通過電阻R的電量q=1.25C．g取10m/s2，求：

（1）位置AA′到OO′的距離d；
（2）若滑桿在細(xì)繩作用下通過OO′位置時加速度為a=2m/s2；求此時細(xì)繩拉力；
（3）若滑桿運(yùn)動到OO′位置時繩子突然斷了，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，若滑桿返回到AA′后恰好做勻速直線運(yùn)動，求從斷繩到滑桿回到AA′位置過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

水平向上足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿（如圖12－2－21所示），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計；均勻磁場豎直向下．用與導(dǎo)軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運(yùn)動．當(dāng)改變拉力大小時，相對應(yīng)的勻速運(yùn)動速度也會變化，和F的關(guān)系如圖12－2－22所示．（取重力加速度）

（1）金屬桿在勻速運(yùn)動之前做什么運(yùn)動？

（2）若，，；磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大？

（3）由－F圖線的截距可求得什么物理量？其值為多少？

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