如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌由兩種材料組成．PG右側(cè)部分單位長(zhǎng)度電阻為r0，且PQ=QH=GH=L．PG左側(cè)導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒電阻均不計(jì)．整個(gè)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)PG之前導(dǎo)體棒AC已經(jīng)勻速．
（1）求當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流；
（2）若導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到PQ中點(diǎn)時(shí)速度大小為v1，試計(jì)算此時(shí)導(dǎo)體棒加速度；
（3）若導(dǎo)體棒初始位置與PG相距為d，運(yùn)動(dòng)到QH位置時(shí)速度大小為v2，試計(jì)算整個(gè)過(guò)程回路中產(chǎn)生的焦耳熱．
（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力與安培力平衡，根據(jù)平衡條件得：F=BIL，
得：I=
F
BL

（2）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到PQ中點(diǎn)時(shí)速度大小為v1，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv1
閉合回路中總電阻為：R=2Lr0
感應(yīng)電流為：I=
E
R

導(dǎo)體棒AC所受安培力大小為：FA=BIL
聯(lián)立得：FA=
B2L2v1
2Lr0
=
B2Lv1
2r0

根據(jù)牛頓第二定律得：F-
B2Lv1
2r0
=ma
則得：a=
F
m
-
B2Lv1
2mr0

（3）根據(jù)能量守恒定律得：Q=F（d+L）-
1
2
m
v22

答：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流為
F
BL
；
（2）計(jì)算此時(shí)導(dǎo)體棒加速度為
F
m
-
B2Lv1
2mr0
；
（3）整個(gè)過(guò)程回路中產(chǎn)生的焦耳熱為F（d+L）-
1
2
m
v22
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行固定于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l=0.50m，電阻不計(jì)．M、M′間接有阻值R=1.6Ω的電阻．金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬棒ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度v=10m/s，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒ab與導(dǎo)軌保持良好接觸．已知金屬棒ab接入電路部分的阻值r=0.40Ω．求：
（1）金屬棒ab中電流I的大小和方向；
（2）1min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵芯，線圈的繞向如圖所示，金屬棒ab可在兩平行的金屬導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌滑行，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若電流計(jì)中有向上的電流通過(guò)，則ab棒的運(yùn)動(dòng)可能是（　�。�
A．向左勻加速運(yùn)動(dòng)B．向左勻減速運(yùn)動(dòng)
C．向右勻減速運(yùn)動(dòng)D．向右勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，一寬L=10cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一長(zhǎng)為3L、寬為L(zhǎng)的長(zhǎng)方形導(dǎo)線框處于紙面內(nèi)，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=10cm/s通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行，取導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t=0，逆時(shí)針為電流的正方向，下面的圖線中，能反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

兩光滑水平軌道放置勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，金屬棒ab可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)，導(dǎo)軌左端M、P接一定值電阻，金屬棒和導(dǎo)軌電阻均不計(jì)，現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止向右拉，若保持拉力F恒定，經(jīng)時(shí)間t1后速度為v，金屬棒受到的磁場(chǎng)力為F1，加速度為a1，最終以速度2v做勻速運(yùn)動(dòng)；若保持拉力的功率不變，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2后，速度為v，金屬棒受到的磁場(chǎng)力為F2，最終也以2v的速度做勻速運(yùn)動(dòng)．則（　　）
A．t1＞t2B．t1=t2C．F1=F2D．F=2F2

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置有固定的abc金屬框架，導(dǎo)體棒ef在框架上勻速向右平移，框架和棒所用材料、橫截面積均相同，摩擦阻力忽略不計(jì)．那么在ef，棒脫離框架前，保持一定數(shù)值的物理量是（　�。�
A．ef棒所受的拉力B．電路中的磁通量
C．電路中的感應(yīng)電流D．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向成θ角的斜面上，θ=370，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L=0.3m．在斜面上加有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．導(dǎo)軌底端接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻．質(zhì)量m=1kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab橫跨在平行導(dǎo)軌間，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒從距底端高為h1=2.0m處以平行于導(dǎo)軌向上的初速度v0=10m/s上滑，滑至最高點(diǎn)時(shí)高度為h2=3.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．
（1）求ab棒上升至最高點(diǎn)的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電量q和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q．
（2）若ab棒固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場(chǎng)按圖乙所示規(guī)律變化（2.5×10-2～7.5×10-2s內(nèi)是正弦規(guī)律變化），電阻R在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q=5J，取π2=10，求B0．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，導(dǎo)體棒AB在金屬框上向右運(yùn)動(dòng)；以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．AB中有電流，方向由A向B
B．AB中有電流，方向由B向A
C．AB中有電流，方向時(shí)而由A向B，時(shí)而由B向A
D．AB中無(wú)電流

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在傾角θ=30°，相距L=1m的光滑軌道上端連有一電阻R=9Ω，整個(gè)軌道處于垂直軌道方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)在軌道上由靜止釋放一質(zhì)量m=100g，電阻r=lΩ的金屬棒，當(dāng)棒下滑s=5m時(shí)恰好達(dá)到最大速度，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．求：
（1）棒下滑的最大速度．
（2）電路在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量．

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