（18分）如圖所示，固定位置在同一水平面內(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�，F(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。

求（1）此過(guò)程桿的速度最大值Vm；
（2）此過(guò)程流過(guò)電阻R的電量。

（1）  （2）

解析試題分析：（1）桿速度最大時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
桿和導(dǎo)軌以定值電阻組成閉合回路的電流
金屬桿受到水平向左的安培力
豎直方向受到重力和支持力平衡，支持力
桿向左運(yùn)動(dòng)受到的滑動(dòng)摩擦力
速度最大時(shí)即加速度等于0，拉力、安培力、滑動(dòng)摩擦力三力合力等于0即
整理得
（2）流過(guò)電路的電荷量
考點(diǎn)：電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化；安培力；導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
點(diǎn)評(píng)：導(dǎo)體棒在切割磁感線后產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而出現(xiàn)安培力，然而安培力是與速度有關(guān)的特殊力．故棒是做加速度在減小的加速運(yùn)動(dòng)直到勻速．

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：單選題

如圖，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò)。現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ，設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為T(mén)1和T2，重力加速度大小為g，則：

A． B．
C． D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示電路，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻忽略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，則(   )

A．S閉合瞬間．A、B同時(shí)亮，然后A逐漸變暗到熄滅，B變得更亮；S斷開(kāi)瞬間，A亮一下才熄滅，B立即熄滅
B．S閉合瞬間，LA很亮，LB逐漸亮；S斷開(kāi)瞬間，LA逐漸熄滅，LB立即熄滅
C．S閉合瞬間，LA、LB同時(shí)亮，然后LA熄滅，LB亮度不變；S斷開(kāi)瞬間，LA亮一下才熄滅，LB立即熄滅；
D．S閉合瞬間，LA不亮，LB很亮；S斷開(kāi)瞬間，LA、LB立即熄滅

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（20分）如圖（a）所示，兩條間距為h的水平虛線之間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按圖（b）中B-t圖象變化（圖中Bo已知）�，F(xiàn)有一個(gè)“日”字形剛性金 屬，線框ABCDEF，它的質(zhì)量為m，EF中間接有一開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)三條水平邊框的電阻均為R，其余各邊電阻不計(jì)。AB=CD=EF=L，AD=DE=h。用兩根輕質(zhì)的絕緣細(xì)線把線框豎直懸掛住，AB邊恰好在磁場(chǎng)區(qū)域M1 N1和M2N2的正中間，開(kāi)始開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)。t0（未知）時(shí)刻細(xì)線恰好松弛，此后閉合開(kāi)關(guān)同時(shí)剪斷兩根細(xì)線，當(dāng)CD邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界Mi Ni時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)（空氣阻力不計(jì)）。求：
（1）t0的值；
（2）線框EF邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界M2N2時(shí)的速度；
（3）從剪斷細(xì)線到線框EF邊離開(kāi)磁場(chǎng)下邊界M2N2的過(guò)程中金屬線框中產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示（俯視），MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌．兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.2m，其間有一個(gè)方向垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1=5.0T。導(dǎo)軌上NQ之間接一電阻R1=0.40，阻值為R2=0.10的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌始終保持良好接觸。兩導(dǎo)軌右端通過(guò)金屬導(dǎo)線分別與電容器C的兩極相連。電容器C緊靠著帶小孔a（只能容一個(gè)粒子通過(guò)）的固定絕緣彈性圓筒。圓筒內(nèi)壁光滑，筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，O是圓筒的圓心，圓筒的內(nèi)半徑為r=0.40m。

（1）用一個(gè)大小恒為10N，平行于MN水平向左的外力F拉金屬桿，使桿從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)求：當(dāng)金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的速度大��；
（2）當(dāng)金屬桿處于（1）問(wèn)中的勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電容器C內(nèi)緊靠極板且正對(duì)a孔的D處有一個(gè)帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電容器C加速后從a孔垂直磁場(chǎng)B2并正對(duì)著圓心O進(jìn)入筒中，該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒。已知粒子的比荷q/m=5×107（C/kg），該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時(shí)電量和能量都不損失，不計(jì)粒子重力和空氣阻力，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B2多大（結(jié)果允許含有三角函數(shù)式）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(15分) 如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為θ， N、Q兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時(shí)達(dá)到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，桿與導(dǎo)軌接觸良好。求：
⑴桿ab下滑的最大加速度；
⑵桿ab下滑的最大速度；
⑶上述過(guò)程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，abcd是一邊長(zhǎng)為l的勻質(zhì)正方形導(dǎo)線框，總電阻為R，今使線框以恒定速度v水平向右穿過(guò)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)寬度為3l，求線框在進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)和穿出磁場(chǎng)區(qū)兩個(gè)過(guò)程中a b兩點(diǎn)間電勢(shì)差的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖，兩根相距l(xiāng)=1m平行光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，被固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端接有R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度d相同且為0.6m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=T、B2=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以m/s從邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)后始終作勻速運(yùn)動(dòng)，求：

⑴導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)B1時(shí)拉力的功率；
⑵導(dǎo)體棒ab經(jīng)過(guò)任意一個(gè)B2區(qū)域過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量；
⑶導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R兩端的電壓有效值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(16分)2010 年上海世博會(huì)某國(guó)家館內(nèi)，有一“自發(fā)電”地板，利用游人走過(guò)此處，踩踏地板發(fā)電．其原因是地板下有一發(fā)電裝置，如圖⑴所示，裝置的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)截面半徑為r、匝數(shù)為n的線圈，無(wú)摩擦地套在磁場(chǎng)方向呈輻射狀的永久磁鐵槽中．磁場(chǎng)的磁感線沿半徑方向均勻分布，圖⑵為橫截面俯視圖．輕質(zhì)地板四角各連接有一個(gè)勁度系數(shù)為k的復(fù)位彈簧(圖中只畫(huà)出其中的兩個(gè))，輕質(zhì)硬桿P將地板與線圈連接，從而帶動(dòng)線圈上下往返運(yùn)動(dòng)(線圈不發(fā)生形變)，便能發(fā)電．若線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈的總電阻為R0，現(xiàn)用它向一個(gè)電阻為R的小燈泡供電．為便于研究，將某人走過(guò)時(shí)對(duì)板的壓力使線圈發(fā)生的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律簡(jiǎn)化為圖⑶所示．(彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，取線圈初始位置x＝0，豎直向下為位移的正方向)求：

⑴0～t0時(shí)間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小及方向；
⑵t＝t0/2時(shí)地板受到的壓力；
⑶人踩踏一次地板所做的功．

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