一個“”形導軌PONQ，其質量為M="2.0" kg，放在光滑絕緣的水平面上，處于勻強磁場中，另有一根質量為m="0.60" kg的金屬棒CD跨放在導軌上，CD與導軌的動摩擦因數(shù)是0.20，CD棒與ON邊平行，左邊靠著光滑的固定立柱a、b，勻強磁場以ab為界，左側的磁場方向豎直向上（圖中表示為垂直于紙面向外），右側磁場方向水平向右，磁感應強度的大小都是0.80 T，如圖所示。已知導軌ON段長為0.50 m，電阻是0.40 Ω，金屬棒CD的電阻是0.20 Ω，其余電阻不計.導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.20 m/s2的加速度做勻加速直線運動，一直到CD中的電流達到4.0 A時，導軌改做勻速直線運動.設導軌足夠長，取g=10 m/s2。求：

⑴導軌運動起來后，C、D兩點哪點電勢較高？
⑵導軌做勻速運動時，水平拉力F的大小是多少？
⑶導軌做勻加速運動的過程中，水平拉力F的最小值是多少？
⑷CD上消耗的電功率為P="0.80" W時，水平拉力F做功的功率是多大？

（1）C（2）2.48 N （3）1.6 N（4）6.72 W

解析試題分析：（1）根據(jù)右手定則，可知C點電勢較高。
（2）導軌勻速運動時，CD棒所受安培力：F1="BIL=1.6" N，方向向右
導軌所受摩擦力為：，方向向右
導軌受安培力：F2="1.6" N，方向向右
水平拉力：F=F2+f="2.48" N。
（3）導軌以加速度a做勻加速運動，速度為v時，有：①
當速度為零時，水平力F最小，F(xiàn)m="1.6" N。
（4）CD上消耗電功率為0.8 W時，電路中的電流為：

此時由：
解得導軌運動的速度：v4="3" m/s。
根據(jù)①可知：F4="2.24" N
力F做功的功率為P4=F4v4="6.72" W。
考點：本題考查電磁感應綜合問題，涉及到勻變速直線運動，牛頓第二定律和電學的相關知識。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，在xoy平面內，y軸左側有沿x軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E；在0＜x＜L區(qū)域內，x軸上、下方有相反方向的勻強電場，電場強度大小均為2E；在x＞L的區(qū)域內有垂直于xoy平面的勻強磁場，磁感應強度大小不變、方向做周期性變化。一電荷量為q、質量為m的帶正電粒子(粒子重力不計)，由坐標為(－L，)的A點靜止釋放。

⑴求粒子第一次通過y軸時速度大��；
⑵求粒子第一次射入磁場時的位置坐標及速度；
⑶現(xiàn)控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時刻，實現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復運動，求磁場的磁感應強度B大小取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面成θ=30°角放置，一個磁感應強度B=1.00T的勻強磁場垂直穿過導軌平面，導軌上端M與P間連接阻值為R=0.30Ω的電阻，長L=0.40m、電阻r=0.10Ω的金屬棒ab與MP等寬緊貼在導軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時間的關系如下表所示，導軌電阻不計，g=10m/s2

求：（1）在0.4s時間內，通過金屬棒ab截面的電荷量
（2）金屬棒的質量
（3）在0.7s時間內，整個回路產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)如圖所示，直角坐標系中，M點的橫坐標區(qū)域內，有豎直向下的勻強電場；N點的橫坐標以N為圓心、r為半徑的圓內及圓邊界上有垂直于紙面向里的勻強磁場．P為磁場邊界上一點．NP與豎直方向的夾角.從M點沿軸正方向發(fā)射一質量為m、電荷量為q的帶負電粒子，粒子速度大小為，粒子沿過P點的切線方向射出電場。后經(jīng)P點進人磁場運動且經(jīng)過N點，不計粒子重力，求：

(1)勻強電場的電場強度E；
(2)勾強磁場的磁感應強度B；
(3)粒子從M點到第一次經(jīng)過N點所用的時間t.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，環(huán)上套有質量為m、帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強電場，如圖所示，珠子所受靜電力是其重力的倍。將珠子從環(huán)最低位置A點靜止釋放，求：

（1）珠子所能獲得的最大動能；
（2）最大動能位置圓環(huán)對珠子作用力大小；
（3）珠子運動到最高點B點位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，在坐標系xOy中，y軸右側有一勻強電場；在第二、三象限內有一有界勻強磁場，其上、下邊界無限遠，右邊界為y軸、左邊界為平行于y軸的虛線，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。一帶正電，電量為q、質量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域，并從O點射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角θ＝45°，大小為v．粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的倍。粒子進入電場后，在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期。忽略重力的影響。求：

（1）粒子經(jīng)過A點時速度的方向和A點到x軸的距離；
（2）勻強電場的大小和方向；
（3）粒子從第二次離開磁場到再次到達磁場所用的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，兩個共軸的圓筒形金屬電極，在內筒上均勻分布著平行于軸線的標號1-8的八個狹縫，內筒內半徑為R，在內筒之內有平行于軸線向里的勻強磁場，磁感應強度為B。在兩極間加恒定電壓，使筒之間的區(qū)域內有沿半徑向里的電場。不計粒子重力，整個裝置在真空中，粒子碰到電極時會被電極吸收。

(1)一質量為m1，帶電量為+q1的粒子從緊靠外筒且正對1號縫的S點由靜止出發(fā)，進入磁場后到達的第一個狹縫是3號縫，求兩電極間加的電壓U是多少?
(2)另一個粒子質量為m2，帶電量為+q2，也從S點由靜止出發(fā)，該粒子經(jīng)過一段時間后恰好又回到S點，求該粒子在磁場中運動多少時間第一次回到S點。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖所示，S粒子源能夠產(chǎn)生大量的質量為m、電荷量為+q的粒子（重力不計）。粒子從O1孔進入一個水平方向的加速電場（初速不計），再經(jīng)小孔O2進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度大小為E，磁感應強度大小為B1，方向如圖。虛線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場，磁場范圍足夠大，磁感應強度大小為B2。一塊折成直角的硬質塑料片abc（不帶電，寬度、厚度都很小可以忽略不計）放置在PQ、MN之間，截面圖如圖，a、c兩點分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45º。粒子能沿圖中虛線O2O3的延長線進入PQ、MN之間的區(qū)域。

⑴求加速電壓U1；
⑵假設粒子與硬質塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律，那么粒子與塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么運動？
⑶粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的總時間t和總路程s分別是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

質量為m的汽車以恒定的功率P在平直的公路上行駛，汽車勻速行駛時的速率為v1，則當汽車的速率為v2（v2< v1）時，汽車的加速度為（    ）

A．P/mv1 B．P/mv2 C．2P/m（v1+v2） D．P（v1­-v2）/mv1v2

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