如圖所示，豎直平行導(dǎo)軌間距l=20cm，導(dǎo)軌頂端接有一電鍵S．導(dǎo)體捧ab與導(dǎo)軌接觸良好且無(wú)摩擦，ab的電阻R=0.4Ω，質(zhì)量m=10g，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．當(dāng)導(dǎo)體棒由靜止釋放0.8s后，突然閉合電鍵S，不計(jì)空氣阻力．設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．

（1）試分析在電鍵S合上前、后，ab棒的運(yùn)動(dòng)情況。

（2）在ab棒的整外運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，棒的最大速度和最終

速度的大小(g取10m/s2).

（1）導(dǎo)體棒作加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，直至最終安培力等于重力時(shí)，加速度為零，棒作勻速運(yùn)動(dòng)。       

（2）8m/s  ；1m/s

   


解析:

（1）電鍵S合上前，導(dǎo)體棒只受重力，作自由落體運(yùn)動(dòng)；        ①

    電鍵S合上后瞬間，導(dǎo)體棒已運(yùn)動(dòng)了0.8s，獲得速度：

，                              ②

棒上由于切割磁線(xiàn)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：v = 1.6v，③

棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為：A = 4A，                    ④

由左手定則知：棒受到的安培力方向豎直向上，                  ⑤

大小為：N = 0.8N ＞ mg = 0.1N。             ⑥

故電鍵S合上后，導(dǎo)體棒將向下作減速運(yùn)動(dòng)，又由③④⑥式結(jié)合牛頓第二定律得：，即：，                       ⑦

可知導(dǎo)體棒作加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，直至最終安培力等于重力時(shí)，加速度為零，棒作勻速運(yùn)動(dòng)。                                      ⑧

（2）由（1）中分析知：導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為：

vmax = 8m/s，                                             ⑨

最終速度為v = 1m/s                                       ⑩

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：

在水平面上平行放置著兩根長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，導(dǎo)軌間距為d，導(dǎo)軌和電路的連接如圖所示．在導(dǎo)軌的MP端放置著一根金屬棒，與導(dǎo)舅垂直且接觸良好．空間中存在豎直向上方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．將開(kāi)關(guān)S1閉合，S2斷開(kāi)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1和I1，金屬棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài)；再將開(kāi)關(guān)S2閉合，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2和I2，金屬棒在導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直．設(shè)金屬棒的質(zhì)量為m，金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．忽略導(dǎo)軌的電阻以及金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，重力加速度為g．求：
（1）金屬棒到達(dá)NQ端時(shí)的速度大�。�
（2）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，電流在金屬棒中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?資陽(yáng)三模）如圖所示，兩根正對(duì)的距離為L(zhǎng)=1m的平行金屬直物直MN、M’、N'位于同一水平面上，兩端M、M’之間接一阻值為R=4Ω的定值電阻，NN’端與兩條位于豎直平面內(nèi)的半徑均為Ro=0.4m的半圓形光滑金屬習(xí)口直NP，N'P’平滑連接直軌道的右側(cè)處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為s=0.5m，且其右邊界與NN’重合．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=lkg，電阻為r=1Ω的一導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場(chǎng)的左邊界也為s處．在與桿垂直的，水平向右且大小為38N的恒力F作用下ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．當(dāng)運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)右邊界時(shí)撤去F，結(jié)果導(dǎo)休桿ab恰好能以最小的速度通過(guò)半圓形習(xí)U首的最高點(diǎn)PP'．已知導(dǎo)體桿ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與輛連接觸良好，且始終與軌道垂直，導(dǎo)體桿ab與直軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=02，軌道的電阻可忽略不計(jì)，重力加速度g取l Om/s2，求：
（1）ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)桿中電流的大小和方向；
（2）ab穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)ab桿的電量；
（3）ab穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，ab桿損失的機(jī)械能和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)已知處于北半球的某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的地磁場(chǎng)可以視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且該磁場(chǎng)的豎直分量方向向下，在該校物理實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置了一個(gè)正方形閉合導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)框abcd，線(xiàn)框ab邊沿東西方向，ad邊沿南北方向，線(xiàn)框各邊電阻相等，俯視圖如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：2012年河南省豫北六校高三第二次精英聯(lián)賽考試物理卷 題型：選擇題

如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與

導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)

軌運(yùn)動(dòng)距離l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大（運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）．設(shè)桿接入電

路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度大小為g．則此過(guò)程（    ）

A．桿的速度最大值為                                       

B．流過(guò)電阻R的電荷量為

C．恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動(dòng)能的變化量

D．恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量

 

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科目：高中物理 來(lái)源：同步題 題型：不定項(xiàng)選擇

如圖所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)通以恒定電流，一矩形導(dǎo)電線(xiàn)框abcd與通電導(dǎo)線(xiàn)共面放置，且ad邊與通電導(dǎo)線(xiàn)平行．下述情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是
[     ]
A．線(xiàn)框向左平動(dòng)
B．線(xiàn)框與電流方向同向平動(dòng)
C．線(xiàn)框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
D．線(xiàn)框以直導(dǎo)線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)
E．線(xiàn)框不動(dòng)，增大導(dǎo)線(xiàn)中的電流

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