如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，軌道間距為0.2m，金屬桿ab的質(zhì)量為0.1kg，電容器電容為0.5F，耐壓足夠大，為理想電流表，導(dǎo)軌與桿接觸良好，各自的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T，方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)用水平外力F拉ab向右運(yùn)動(dòng)，使電流表示數(shù)恒為0.5A．
（1）求t=2s時(shí)電容器的帶電量
（2）說(shuō)明金屬桿做什么運(yùn)動(dòng)
（3）求t=2s時(shí)外力做功的功率．

【答案】分析：（1）根據(jù)電流的定義式：，求出t=2s時(shí)電容器的帶電量；
（2）要說(shuō)明金屬桿做什么運(yùn)動(dòng)，就要求出金屬桿的加速度的表達(dá)式，看看加速度是否是恒量，再根據(jù)加速度的情況來(lái)判斷；
（3）要根據(jù)功率的公式P=Fv求t=2s時(shí)外力做功的功率，首先要根據(jù)牛頓第二定律求出金屬桿受到的拉力．
解答：解：（1）由，Q=I?t=0.5×2=1C
（2）設(shè)桿某時(shí)刻的速度為v，此時(shí)電容器的電壓U=Blv
電容器的電量Q=C?U=CBlv


電流恒定，a恒定，即金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
（3）
由牛頓第二定律得：F-BIl=ma
F=BIl+ma=1.05N
vt=at=10×2=20m/s
由公式P=F?vt=1.05×20=21W
答：（1）t=2s時(shí)電容器的帶電量是1C；
（2）金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；
（3）t=2s時(shí)外力做功的功率是21W．
點(diǎn)評(píng)：該題考查電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用，涉及到電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律和電路的知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，要求的能力比較高．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?徐州一模）如圖甲所示，兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌問(wèn)距為L(zhǎng)=1m，兩導(dǎo)軌的，上端間接有電阻，阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計(jì)的金屆桿ab，從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過(guò)程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．已知金屬桿下落0.3m的過(guò)程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大？下落了0.3m時(shí)速度為多大？
（2）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，在電阻R上產(chǎn)生的熱量？
（3）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：021

如圖所示, MN、PQ為兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌平行且水平放置, ab、cd兩根金 屬棒平行放置在導(dǎo)軌上, 導(dǎo)軌處在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 磁感線方向豎直向上. 若給cd棒一個(gè)水平向右沖力, cd棒向右以速度v運(yùn)動(dòng), 在后來(lái)的運(yùn)動(dòng)中關(guān)于ab棒 的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和cd棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài), 正確的說(shuō)法是

[　　]

A. ab棒將向左做加速運(yùn)動(dòng)

B. cd棒將向右做加速運(yùn)動(dòng)

C. ab棒向右做加速運(yùn)動(dòng), 直到ab與cd速度相等為止　　  

D. cd棒做減速運(yùn)動(dòng), 直到cd與ab速度相等為止

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，兩等大的平行金屑板相距為d=2.50m，板間有一內(nèi)壁光滑的硬塑料管處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1．43T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，管內(nèi)有一半徑可以忽略不計(jì)的帶電小球，球的質(zhì)量為m=12．0g，電荷量為q=0.100C．板的右側(cè)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.00m的正方形線圈，線圈在同樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電壓經(jīng)過(guò)一理想的整流(將交流變成直流)裝置后，輸出的恒定電壓等于該交變電壓的有效值。兩金屬板間未加電壓時(shí),小球在管中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鲎兯賵A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v=8.00m/s，此時(shí)球?qū)鼙诘膲毫榱悖裟硶r(shí)刻將整流裝置輸出后的直流電壓加在兩金屬板間，此后小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，求(線圈電阻不計(jì)，g取10m/s2) 

(1)兩板間未加電壓時(shí)，小球在管的最左端受到管壁作用力的大小和方向；

(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字．)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，一根質(zhì)量為的金屬棒水平放置在兩根豎直的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，并始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌下端接一阻值為的電阻，其余電阻不計(jì)。在空間內(nèi)有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小只隨豎直方向變化，變化規(guī)律，為大于零的常數(shù)。質(zhì)量為的物體靜止在傾角θ=30°的光滑斜面上，并通過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪和絕緣細(xì)繩與金屬相連接。當(dāng)金屬棒沿軸方向從位置由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度恰好為0。不計(jì)空氣阻力，斜面和磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，重力加速度為。求：

   （1）金屬棒上升時(shí)的速度；

   （2）金屬棒上升的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量；

   （3）金屬棒上升的過(guò)程中，通過(guò)金屬棒橫截面的電量。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2012年江蘇省徐州市高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖甲所示，兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌問(wèn)距為L(zhǎng)=1m，兩導(dǎo)軌的，上端間接有電阻，阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計(jì)的金屆桿ab，從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過(guò)程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．已知金屬桿下落0.3m的過(guò)程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大？下落了0.3m時(shí)速度為多大？
（2）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，在電阻R上產(chǎn)生的熱量？
（3）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q？

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