如圖甲所示，虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，MN下方存在豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相等。相距L=1．5 m的足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0．27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒的電阻Rab=Rcd=0．9，ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為=0．75�，F(xiàn)由靜止釋放cd棒，同時ab棒受方向豎直向上，大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動，經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動，g取10m／s2。

  (1)求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大�。�

  (2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

  (3)求以棒達到最大速度所需的時間t0。

解：（1）（7分）經(jīng)過時間t，金屬棒ab的速率：（1分）

此時，回路中的感應(yīng)電流：     （1分）

         （1分）

對金屬棒ab，由牛頓第二定律得：  （1分）

（1分）

由以上各式整理得：

在圖線上取兩點：t1=0，F1=11N；

t2=2s，F2=14.6N

代入上式得：   （1分）

B＝1.2T     （1分）                       

（2）（6分）在2s末金屬棒ab的速率：      （1分）

所發(fā)生的位移：                           （1分）

由動能定律得：           （2分）      

（1分）

聯(lián)立解得：  （1分）

（3）（6分）cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大，此時有：           （1分）

               （1分）

              （1分）

    （1分）

            （1分）

整理得：（1分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，虛線MN、M′N′為一勻強磁場區(qū)域的左右邊界，磁場寬度為L，方向豎直向下．邊長為l的正方形閉合金屬線框abcd，以初速度v0沿光滑絕緣水平面向磁場區(qū)域運動，經(jīng)過一段時間線框通過了磁場區(qū)域．已知l＜L，甲、乙兩位同學(xué)對該過程進行了分析，當(dāng)線框的ab邊與MN重合時記為t=0，分別定性畫出了線框所受安培力F隨時間t變化的圖線，如圖2、圖3所示，圖中S1、S2、S3和S4是圖線與t軸圍成的面積．關(guān)于兩圖線的判斷以及S1、S2、S3和S4應(yīng)具有的大小關(guān)系，下列說法正確的是（　�。�
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A、圖2正確，且S1＞S2B、圖2正確，且S1=S2C、圖3正確，且S3＞S4D、圖3正確，且S3=S4

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科目：高中物理 來源： 題型：

(19分)如圖甲所示，虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，MN下方存在豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相等。相距L=1．5 m的足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω，ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75。現(xiàn)由靜止釋放cd棒，同時ab棒受方向豎直向上，大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動，經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動，g取10m/s2。

  (1)求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大��；

  (2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

  (3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：201111-2012學(xué)年河北省石家莊市高三質(zhì)量檢測物理卷.doc 題型：單選題

(19分)如圖甲所示，虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，MN下方存在豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相等。相距L=1．5 m的足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω，ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75�，F(xiàn)由靜止釋放cd棒，同時ab棒受方向豎直向上，大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動，經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動，g取10m/s2。
(1)求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大小；
(2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
(3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。

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科目：高中物理 來源：201111-2012學(xué)年河北省石家莊市高三質(zhì)量檢測物理卷 題型：選擇題

(19分)如圖甲所示，虛線MN上方存在垂直紙面向里的勻強磁場，MN下方存在豎直向下的勻強磁場，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相等。相距L=1．5 m的足夠長的金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒的電阻Rab=Rcd=0.9Ω，ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ=0.75�，F(xiàn)由靜止釋放cd棒，同時ab棒受方向豎直向上，大小按圖乙所示變化的外力F作用而運動，經(jīng)研究證明ab棒做初速度為零的勻加速運動，g取10m/s2。

  (1)求磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大小；

  (2)已知在前2s內(nèi)外力F做功為40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

  (3)求cd棒達到最大速度所需的時間t0。

 

 

 

 

 

 

 

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