（12分）如圖所示，兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長度均為l的導體棒a、b，用兩條等長的、質(zhì)量和電阻均可忽略的、不可伸長的柔軟長直導線連接后，b放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，a靠在桌子的光滑絕緣側面上；兩根導體棒均與桌子邊緣平行。整個空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度為B。開始時兩棒靜止，自由釋放后開始運動，導體棒a在落地前就已勻速運動，此時導體棒b仍未離開桌面。已知兩條導線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導線與桌子側棱間無摩擦。

（1）試求導體棒勻速運動時的速度大小。
（2）從自由釋放到剛勻速運動的過程中，若通過導體棒橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。
(1)  (2)

試題分析：（1）設導體棒勻速運動時的速度為v，導體棒a切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E，則：
對a棒：E=Blv                      1分
F安=BIl                      1分
                     1分
mg=F安                      1分
聯(lián)立解得：                   1分
（2）從自由釋放到剛勻速運動的過程中，設a棒下降的高度為h，則：
回路中磁通量的變化量為：              1分
回路中產(chǎn)生的感應電動勢的平均值為：         1分
回路中產(chǎn)生的感應電流的平均值為：          1分
通過導體棒橫截面的電荷量為：           1分
系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱為：          2分
聯(lián)立以上各式解得：           1分
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，磁感應強度的方向垂直于軌道平面斜向下，當磁場從零均勻增大時，金屬桿ab始終處于靜止狀態(tài)，則金屬桿受到的靜摩擦力將     （   ）
A．逐漸增大
B．逐漸減小
C．先逐漸增大，后逐漸減小
D．先逐漸減小，后逐漸增大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（15分） 光滑的平行金屬導軌長x＝2 m，兩導軌間距L＝0.5 m，軌道平面與水平面的夾角θ＝30°，導軌上端接一阻值為R＝0.6 Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度B＝1 T，如圖所示．有一質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝0.4 Ω的金屬棒ab，放在導軌最上端，其余部分電阻不計．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1＝0.6 J，取g＝10 m/s2，試求：

（1）當棒的速度v1＝2 m/s時，電阻R兩端的電壓；
（2）棒下滑到軌道最底端時速度的大��；
（3）棒下滑到軌道最底端時加速度a的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導軌在同一平面內(nèi)，質(zhì)量為m=0.2kg，長為L=1.0m的導體棒ab垂直于導軌，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導體棒電阻為r=1Ω，整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，導體棒下滑過程中加速度a與速度v的關系如圖乙所示．求：

（1）導軌平面與水平面間夾角θ
（2）磁場的磁感應強度B；
（3）若靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已達5m/s，求ab棒下滑到底端的整個過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在矩形有界勻強磁場區(qū)域ABCD內(nèi)有一質(zhì)量可以忽略不計、電阻為R的閉合導線框abcd.線框在外力F的作用下，從圖示位置勻速向右離開磁場．若第一次用0.3 s時間拉出，電路中的電流為I1，cd邊受的安培力為F1，外力所做的功為W1，通過導線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時間拉出，電路中的電流為I2，cd邊受的安培力為F2，外力所做的功為W2，通過導線截面的電荷量為q2，則  (　　)．
A．I1∶I2＝3∶1B．F1∶F2＝1∶1
C．W1∶W2＝3∶1D．q1∶q2＝1∶3

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分） 如圖所示，兩根豎直放置的平行光滑金屬導軌，上端接阻值R＝3 Ω的定值電阻．水平虛線間有與導軌平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d＝0.3 m．導體棒a的質(zhì)量ma＝0.2 kg，電阻Ra＝3 Ω；導體棒b的質(zhì)量mb＝0.1 kg，電阻Rb＝6 Ω.它們分別從圖中P、Q處同時由靜止開始在導軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b剛穿出磁場時a正好進入磁場．設重力加速度為g＝10 m/s2，不計a、b之間的作用，整個過程中a、b棒始終與金屬導軌接觸良好，導軌電阻忽略不計．求：

（1）在整個過程中，a、b兩棒克服安培力做的功分別是多少；
（2）a、b棒進入磁場的速度；
（3）分別求出P點和Q點距A1的高度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架，MM′和NN′相互平行且足夠長，間距l(xiāng)=0.40m，質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，導體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中，磁感應強度B=0.50T。t=0時，垂直于導體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，導體棒ab從靜止開始運動；當t=t1時，金屬框架將要開始運動，此時導體棒的速度v1=6.0m/s；經(jīng)過一段時間，當t=t2時，導體棒ab的速度v2=12.0m/s；金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中，導體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導體棒ab的電阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余電阻不計。設框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）求動摩擦因數(shù)μ；
（2）當t=t2時，求金屬框架的加速度；
（3）若在0~t1這段時間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J，求該過程中導體棒ab位移x的 大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導體棒AB可以沿光滑且足夠長的豎直導軌滑動，水平勻強磁場垂直導軌平面，導體棒與豎直導軌接觸良好，除電阻R外，其它電阻均忽略不計、在AB棒由靜止下落的過程中，下列說法正確的是（ ）  
A．由于AB棒下落時，重力和安培力做功，所以機械能不守恒
B．AB棒速度穩(wěn)定以前，減少的重力勢能全部轉化為R的內(nèi)能
C．AB棒速度穩(wěn)定以后，減少的重力勢能全部轉化為R的內(nèi)能
D．AB棒速度穩(wěn)定以后，合力做功為零，電阻R不再發(fā)熱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在一磁感應強度B="0.5" T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距L＝0.2 m平行金屬導軌。在兩根導軌的左端連接一阻值R＝0.4 Ω的電阻（其余部分電阻忽略不計），導軌上有一根長為L的金屬棒AB與導軌正交放置。當金屬棒以速度v＝4.0 m/s向右做勻速運動時，求

（1）金屬棒AB切割磁場運動產(chǎn)生的感應電動勢
（2）電阻R中電流強度的大小和方向（向上或向下）
（3）使金屬棒做勻速運動的外力F

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