(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上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

（1） 方向沿導(dǎo)軌平面向下  (2)  方向沿導(dǎo)軌平面向下
(3)

解析試題分析：(1)設(shè)ab桿下滑到某位置時(shí)速度為，則此時(shí)
桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)                （2分）
回路中的感應(yīng)電流                 （1分）
桿所受的安培力                    （1分）
根據(jù)牛頓第二定律 有： （2分）
當(dāng)速度時(shí)，桿的加速度最大，最大加速度，方向沿導(dǎo)軌平面向下（2分）
(2)由（1）問知，當(dāng)桿的加速度時(shí)，速度最大，
最大速度，方向沿導(dǎo)軌平面向下 （2分）
(3)ab桿從靜止開始到最大速度過程中，根據(jù)能量守恒定律 有
               （2分）
又             （2分）
所以     （1分）
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

右圖中MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、CD為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體．有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在的平面，方向如圖．用I表示回路中的電流．則(　　)

A．當(dāng)AB不動(dòng)而CD向右滑動(dòng)時(shí)，且沿順時(shí)針方向
B．當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，
C．當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，
D．當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)，且AB速度大于CD時(shí)，且沿逆時(shí)針方向

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，光滑導(dǎo)軌abc與fed相距l(xiāng)=0.1m，其中ab、fe段是傾角θ=60°的直軌道，bc、ed段是半徑r=0.6m的圓弧軌道且與ab、fe相切，軌道末端c、d點(diǎn)切線與一放置在光滑水平地面上、質(zhì)量M=2kg的木板上表面平滑連接。在abef間有垂直于軌道平面向下、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，定值電阻R=1Ω。把質(zhì)量為m=1kg、電阻不計(jì)的金屬桿從距b、e高h(yuǎn)=1m的導(dǎo)軌上靜止釋放，桿在直軌道上先加速后勻速下滑。如果桿與木板間摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2，求：

（1）桿運(yùn)動(dòng)到cd時(shí)對(duì)軌道的壓力F大小及桿由靜止下滑到cd的過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）要使桿不從木板上掉下的木板最小長(zhǎng)度s。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置”原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場(chǎng)的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆�。圖1中，線圈的匝數(shù)為n，ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。圖2是此裝置的側(cè)視圖，切割處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場(chǎng)區(qū)夾角都是90°。某次測(cè)試時(shí)，外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電刷端和端接電流傳感器，電流傳感器記錄的圖象如圖3所示（I為已知量），取邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場(chǎng)時(shí)刻。不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦

（1）求線圈在圖2所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E的大小，并指明電刷和哪個(gè)接電源正極；
（2）求閉合電路的總電阻和外力做功的平均功率；
（3）為了能夠獲得更多的電能，依據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，請(qǐng)你提出改進(jìn)該裝置的三條建議。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（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。現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(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）此過程桿的速度最大值Vm；
（2）此過程流過電阻R的電量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖甲所示，均勻的金屬圓環(huán)環(huán)面積s=0.5m2，電阻r=0.1Ω，環(huán)上開一小口，用不計(jì)電阻的導(dǎo)線接一R=0.4Ω的電阻。與環(huán)同心的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直與環(huán)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)（規(guī)定磁場(chǎng)垂直環(huán)面向外時(shí)B為正），求:
(1).環(huán)上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大��；   (2).A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差；   (3).在0~4s內(nèi)，通過R的電量.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖，兩根足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡。整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直�，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光。重力加速度為g。求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，寬度為L(zhǎng)＝0.2 m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v＝5.0 m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50 cm時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，相距20cm的平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面夾角，現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab，它與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.50，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的豎直向上勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌所接電源的電動(dòng)勢(shì)為15V，電阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的阻值滿足要求，其他部分電阻不計(jì)，取，為了保證ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，則：

（1）ab通入的最大電流為多少？
（2）ab通入的最小電流為多少？
（3）R的調(diào)節(jié)范圍是多大？

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同步練習(xí)冊(cè)答案