如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以OO′為右邊界勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計. 在距邊界OO′也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab.

   （1）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）. 求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a.

   （2）若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場保持大小不變，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動. 若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2. 則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少？

      

（1）ab桿離起起始位置的位移從L到3L的過程中，由動能定理可得

        

       ab桿在磁場中由起始位置發(fā)生位移L的過程，根據(jù)功能關(guān)系，恒力F做的功等于ab桿桿增加的動能與回路產(chǎn)生的焦耳熱之和，則

        

       聯(lián)立解得， R上產(chǎn)生熱量

       ab桿剛要離開磁場時，水平向上受安培力F總和恒力F作用，

       安培力為：

       由牛頓第二定律可得：

       解得

（2）磁場旋轉(zhuǎn)時，可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場中反方向勻速轉(zhuǎn)動，所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流，感應(yīng)電動勢的峰值

      有效值       而

      

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?南通一模）如圖甲所示，相距為L的兩平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣水平面上，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計．兩相同金屬棒c和d與導(dǎo)軌垂直放置，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R，間距為s0，與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為μ，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等．在t=0時刻，對c棒施加一水平向右的力，使其從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動．在t0時刻，d棒開始運(yùn)動，此后保持水平力不變，由速度傳感器測得兩金屬棒的v-t圖象如圖乙所示，從t1時刻開始兩金屬棒以相同的加速度做勻加速直線運(yùn)動，此時兩金屬棒的間距為s．試求：
（1）在0至t1時間內(nèi)通過c棒的電量；
（2）t0時刻回路的電功率和c棒的速度大��；
（3）t1時刻開始兩金屬棒的加速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在以O(shè)O′為右邊界勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距邊界OO′也為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻r的金屬桿ab．
（1）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L距離，其速度一位移的關(guān)系圖象如圖乙所示（圖中所示量為已知量）．求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR及ab桿在剛要離開磁場時的加速度大小a．
（2）若ab桿固定在導(dǎo)軌上的初始位置，使勻強(qiáng)磁場保持大小不變，繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動．若從磁場方向由圖示位置開始轉(zhuǎn)過
π2
的過程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2．則磁場轉(zhuǎn)動的角速度ω大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，OO′為磁場邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距OO′為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab．若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動，其速度v-位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，則
（1）金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？
（3）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

(09年棗莊市期末)（13分）如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，OO`為磁場邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計。在距OO`為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動，其速度v―位移x的關(guān)系圖象如圖乙所示，則

   （1）金屬桿ab在穿過磁場的過程中感應(yīng)電流的方向如何？

   （2）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？

   （3）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？

   

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科目：高中物理 來源：2012屆福建省高二下學(xué)期期末測試物理 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，相距為L的光滑足夠長平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌一部分處在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，OO′為磁場邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計．在距OO′為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計的金屬桿ab。若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運(yùn)動3L的距離，其v－s的關(guān)系圖象如圖乙所示，求：

（1） 在金屬桿ab穿過磁場的過程中，通過ab桿的感應(yīng)電流方向；

（2）金屬桿ab離開磁場后的加速度a；

（3）金屬桿ab在離開磁場前瞬間的加速度a＇；

（4）在整個過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？

 

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