精英家教網(wǎng)如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向下．導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒ab，金屬棒電阻為R，導(dǎo)軌的一端連接阻值也為R的電阻，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開始向右運動，棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸．求：
（1）金屬棒最大速度υm的大小；
（2）金屬棒速度最大時棒兩端的電壓uab．
分析：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒受到的拉力與安培力相等時速度最大，由平衡條件可以求出最大速度．
（2）由E=BLv與歐姆定律可以求出導(dǎo)體棒兩端電壓．
解答：解：（1）感應(yīng)電動勢：E=BLv，
電路電流：I=
E
R+R
=
BLv
2R
，
導(dǎo)體棒受到的安培力：FB=BIL=
B2L2v
2R
，
當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速運動時，速度最大，由平衡條件得：
B2L2v
2R
=F，
則最大速度vm=
2RF
B2L22
；
（2）速度最大時金屬棒兩端的電壓：
Uab=IR=
E
R+R
R=
BL
2FR
B2L2
2R
R=
FR
BL
；
答：（1）金屬棒最大速度為
2FR
B2L2
；（2）金屬棒速度最大時棒兩端的電壓為
FR
BL
．
點評：本題考查了求最大速度與金屬棒兩端電壓，到金屬棒做勻速運動時，速度最大，應(yīng)用安培力公式與平衡條件即可正確解題．
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，間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一端接阻值是R的電阻．一電阻是R0，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t=0的時刻開始運動，不計導(dǎo)軌電阻，
（1）若其以速度V勻速運動，求通過電阻的電流I．
（2）若其速度隨時間的變化規(guī)律是v=vmsinωt，求從t=0到t=
π2ω
時間內(nèi)外力F所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?珠海一模）如圖所示，間距為L的平行金屬導(dǎo)軌上，有一電阻為r的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌左端連接電阻R，其它電阻不計，磁感應(yīng)強度為B，金屬捧ab以速度v向右作勻速運動，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，間距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN，PQ與水平面夾角為a，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)軌的N、P端連接一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中．將一根質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒ab恰能保持靜止．現(xiàn)給導(dǎo)體棒一個大小為v0、方向沿導(dǎo)軌平面向下的初速度，然后任其運動，導(dǎo)體棒在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好．設(shè)導(dǎo)體棒所受滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，求：
（1）導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ；
（2）在整個運動過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上移動的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，間距為l的平行金屬導(dǎo)軌LMN和OPQ分別固定在兩個豎直面內(nèi)，電阻為R、質(zhì)量為m、長為l 的相同導(dǎo)體桿ab和cd分別放置在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直．在水平光滑導(dǎo)軌間有與水平面成θ、并垂直于ab的勻強磁場；傾斜導(dǎo)軌間有沿斜面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B．傾斜導(dǎo)軌與水平面夾角也為θ，桿cd與傾斜導(dǎo)軌間動摩擦因素為μ．a(chǎn)b桿在水平恒力作用精英家教網(wǎng)下由靜止開始運動，當(dāng)cd剛要滑動時ab恰達(dá)到最大速度．（θ=30、μ=、最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）求：
（1）此時桿cd中的電流大�。�
（2）桿ab的最大速度；
（3）若此過程中流過桿ab的電量為q，則cd產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大？

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