【2012• 北京市西城區(qū)期末】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長(zhǎng)，兩軌道間的寬度L＝0.50m。軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻。軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.40T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量m=0.50kg的導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置。在沿著軌道方向向右的力F作用下，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計(jì)軌道和導(dǎo)體棒的電阻，不計(jì)空氣阻力。

（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N。求

a．導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度大小vm；

b．導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大小a。

（2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導(dǎo)體棒做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度大小a=2.0m/s2。從力F作用于導(dǎo)體棒的瞬間開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I。

 

【答案】

(1)     (2)   

【解析】1）a．導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度vm時(shí)受力平衡　

        此時(shí)，    

解得：　  

b．導(dǎo)體棒的速度v=5.0m/s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)  

導(dǎo)體棒上通過(guò)的感應(yīng)電流   

導(dǎo)體棒受到的安培力 

根據(jù)牛頓第二定律，解得：  

（2）t=2s時(shí)，金屬棒的速度  

此時(shí)，導(dǎo)體棒所受的安培力   

時(shí)間t=2s內(nèi)，導(dǎo)體棒所受的安培力隨時(shí)間線(xiàn)性變化，

所以，時(shí)間t=2s內(nèi)，安培力的沖量大小  

對(duì)導(dǎo)體棒，根據(jù)動(dòng)量定理

   

所以，力F的沖量

 

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：

【2012• 浙江臺(tái)州市高期末質(zhì)量評(píng)估】如圖（甲）

 

 

所示，M1M4、N1N4為平行放置的水平金屬軌道，M4P、N4Q為相同半徑，平行放置的豎直半圓形金屬軌道，M4、N4為切點(diǎn)，P、Q為半圓軌道的最高點(diǎn)，軌道間距L=1.0m，圓軌道半徑r=0.32m，整個(gè)裝置左端接有阻值R=0.5Ω的定值電阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3為等大的長(zhǎng)方形區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域?qū)挾?d=0.5m，兩區(qū)域之間的距離s=1.0m；區(qū)域Ⅰ內(nèi)分布著均勻的變化的磁場(chǎng)B1，變化規(guī)律如圖（乙）所示，規(guī)定豎直向上為B1的正方向；區(qū)域Ⅱ內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，方向豎直向上。兩磁場(chǎng)間的軌道與導(dǎo)體棒CD間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，M3N3右側(cè)的直軌道及半圓形軌道均光滑。質(zhì)量m=0.1kg，電阻R0=0.5Ω的導(dǎo)體棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉動(dòng)下，從M2N2處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)M3N3處撤去恒力F，CD棒勻速地穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，恰好通過(guò)半圓形軌道的最高點(diǎn)PQ處。若軌道電阻、空氣阻力不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程導(dǎo)棒與軌道接觸良好且始終與軌道垂直，g取10m/s2 求：

（1）水平恒力F的大��；

（2）CD棒在直軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；

（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小。

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【2012•江蘇蘇北四市一模】?jī)筛銐蜷L(zhǎng)的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ角放置，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計(jì)。現(xiàn)讓ab桿由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑。

⑴求ab桿下滑的最大速度vm；

⑵ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求該過(guò)程中ab桿下滑的距離x及通過(guò)電阻R的電量q。

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【2012•廣西期末】在如圖5甲所示的電路中，螺線(xiàn)管匝數(shù)n = 1500匝，橫截面積S = 20cm2。螺線(xiàn)管導(dǎo)線(xiàn)電阻r= 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖5乙所示的規(guī)律變化．則下列說(shuō)法中正確的是（  ）

A．螺線(xiàn)管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1V

B．閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5×10-2 W

C．電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電                            

D．S斷開(kāi)后，流經(jīng)R2的電量為1.8×10-5C         

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【2012•河北省五校聯(lián)盟模擬】現(xiàn)代科學(xué)研究中常用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)加速電子的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器主要有上、下電磁鐵磁極和環(huán)形真空室組成。當(dāng)電磁鐵繞組通以變化的電流時(shí),產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，穿過(guò)真空盒所包圍的區(qū)域內(nèi)的磁通量也隨時(shí)間變化，這時(shí)真空盒空間內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)渦旋電場(chǎng)，電子將在渦旋電場(chǎng)作用下得到加速。如圖所示（上圖為側(cè)視圖、下圖為真空室的俯視圖），若電子被“約束”在半徑為R的圓周上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電磁鐵繞組通有圖中所示的電流時(shí)（    ）

A．電子在軌道上逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)

B．保持電流的方向不變，當(dāng)電流增大時(shí)，電子將加速

C．保持電流的方向不變，當(dāng)電流減小時(shí)，電子將加速

D．被加速時(shí)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【2012•安徽期末】如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中放一電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌跟固定的大導(dǎo)體矩形環(huán)M相連接，導(dǎo)軌上放一根金屬導(dǎo)體棒ab并與導(dǎo)軌緊密接觸，磁感應(yīng)線(xiàn)垂直于導(dǎo)軌所在平面。若導(dǎo)體棒勻速地向右做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，則在此過(guò)程中M所包圍的固定閉合小矩形導(dǎo)體環(huán)N中電流表內(nèi)  （     ）

1.   有自下而上的恒定電流

B．產(chǎn)生自上而下的恒定電流

C．電流方向周期性變化

D．沒(méi)有感應(yīng)電流

 

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