18．如圖所示，有一寬L=0.4m的矩形金屬框架水平放置，右端接一個(gè)阻值R=2Ω的電阻，框架的其他部分電阻不計(jì)，框架足夠長(zhǎng)．垂直金屬框平面有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．金屬桿ab質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=1Ω，桿與框架接觸良好，且與框架間的摩擦力不計(jì)．當(dāng)桿受一水平恒定拉力F作用時(shí)剛好可以在框架上做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v=3m/s．求：
（1）金屬桿上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；
（2）金屬桿兩端的電勢(shì)差；
（3）水平恒定拉力F的大小．

分析 （1）由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
（2）應(yīng)用歐姆定律求出金屬桿兩端的電勢(shì)差．
（3）應(yīng)用安培力公式求出安培力，然后由平衡條件求出拉力大小．

解答 解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：：E=BLv=1×0.4×3=1.2V；
（2）感應(yīng)電流為：：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{1.2}{2+1}$=0.4A，
金屬桿兩端電壓為：U=IR=0.4×2=0.8V；
（3）安培力為：F安培=BIL=1×0.4×0.4=0.16N，
由平衡條件得：F=F安培=0.16N；
答：（1）金屬桿上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為1.2V；
（2）金屬桿兩端的電勢(shì)差為0.8V；
（3）水平恒定拉力F的大小為0.16N．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與電路、力相結(jié)合的綜合題，應(yīng)用E=BLv、歐姆定律與平衡條件可以解題，本題是一道基礎(chǔ)題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用．

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．下列物理量中屬于標(biāo)量的是（　　）
A．力B．加速度C．質(zhì)量D．速度

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8．一物體作自由落體運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)的速度為30m/s，則它下落高度是45m，它在最后1s內(nèi)下落的高度是25m（g取10m/s2）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．如圖所示，用兩根輕質(zhì)繩把重為Mg的不均勻棒懸掛起來(lái)呈水平靜止?fàn)顟B(tài)，一棍繩子同豎直方向夾角θ1=37°，另一根同豎直方向夾角θ2=53°．棒長(zhǎng)L=6.0m，問(wèn)重心離右端的距離x等于多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

13．如圖所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m，其右端連接有定值電阻R=2Ω，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T．一質(zhì)量m=2kg的金屬棒在恒定的水平拉力F=10N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直．導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由a指向b
B．金屬棒的最大加速度為5m/s2
C．水平拉力的最大功率為200W
D．金屬棒先向左做加速運(yùn)動(dòng)、后向左做減速運(yùn)動(dòng)直到靜止

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

3．如圖所示，固定的光滑金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌較寬部分寬度為L(zhǎng)1，較窄部分寬度為L(zhǎng)2，質(zhì)量為m1的導(dǎo)體棒ab與固定彈簧相連后放在較寬導(dǎo)軌上，較窄導(dǎo)軌上固定兩立柱，其上放置一質(zhì)量為m2導(dǎo)體棒cd，導(dǎo)體棒ab、cd接入電路的電阻分別為R、r．初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度，導(dǎo)體棒ab具有沿軌道向上的初速度，此時(shí)兩立柱對(duì)導(dǎo)體棒cd的支持力恰好為零．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，導(dǎo)體棒cd始終靜止不動(dòng)．已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的中心軸線與導(dǎo)軌平行，重力加速度為g．求：
（1）初始時(shí)刻通過(guò)導(dǎo)體棒cd的電流I的大小和方向；
（2）初始時(shí)刻導(dǎo)體棒ab速度大小v0及加速度大小a0；
（3）已知導(dǎo)體棒ab最終靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，導(dǎo)體棒ab從初始時(shí)刻直到停止的過(guò)程中，導(dǎo)體棒ab上產(chǎn)生的焦耳熱Q1．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

10．如圖所示，寬為1m平行光滑導(dǎo)軌水平放置，在導(dǎo)軌間有磁感應(yīng)強(qiáng)度1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，長(zhǎng)為2m、電阻為2Ω的金屬棒PQ以1m/s速度貼著導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，R=3Ω，其它部分電阻不計(jì)．
（1）用電池等符號(hào)畫出這個(gè)裝置的等效電路圖；
（2）求運(yùn)動(dòng)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；
（3）求金屬棒保持勻速運(yùn)動(dòng)所加的水平外力F．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

7．如圖甲所示．用大型貨車運(yùn)輸規(guī)格相同的圓柱形水泥管道，貨車可以裝載兩層管道．底層管道固定在車廂里，上層管道堆放在底層管道上，如圖乙所示，已知水泥管道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，貨車緊急剎車時(shí)的加速度大小為8m/s2，每根管道的質(zhì)量m=1500kg，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）貨車沿平直路面勻速行駛時(shí)，乙圖中管A、B之間的彈力大小
（2）如果貨車在水平路上勻速行駛的速度為43.2km/h，要使貨車在緊急剎車時(shí)上層管道不撞上駕駛室，最初堆放時(shí)上層管道最前端應(yīng)該離駕駛室最小距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

8．如圖所示，用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶正電小球，小球質(zhì)量為1.0×10-2kg，電荷量為2.0×10-8C，現(xiàn)加水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，平衡時(shí)絕緣繩與豎直線成45°，求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度？（g=10m/s2）

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