如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s' 后停下，在滑行s' 的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J。求：

（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；

（2）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度vm；

（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。


                                     圖(甲)                    圖(乙)

（1）1.25C（2）8m/s（3）1.5J


解析:

（1）拉力F作用過程中，在時間△t內(nèi)，磁通量為△Φ，通過電阻R上電量q

            （1分）

                                                        （1分）

                                                         （1分）

                                （1分）

（2）撤去F后金屬棒滑行過程中動能轉(zhuǎn)化為電能

∵                                                  （2分）

由能量守恒定律，得

                                             （2分）

∴                                                 （2分）

（3）勻速運動時最大拉力與安培力平衡

         （2分）

 由圖像面積，可得拉力做功為  

        （2分）

由動能定理，得           

                      （2分）

電阻R上產(chǎn)生的熱量（）

                             （2分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一對足夠長平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.5m，左側(cè)接一阻值為R=1?的電阻；有一金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強磁場中．t=0時，用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使棒以加速度a=0.2m/s2做勻加速運動，外力F與時間t的關(guān)系如圖（乙）所示．

（1）求金屬棒的質(zhì)量m
（2）求磁感強度B
（3）當力F達到某一值時，保持F不再變化，金屬棒繼續(xù)運動3秒鐘，速度達到1.6m/s且不再變化，測得在這3秒內(nèi)金屬棒的位移s=4.7m，求這段時間內(nèi)電阻R消耗的電能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?泰州模擬）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計．整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s'后停下，在滑行s'的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；
（2）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度vm；
（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=10Ω，有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿平放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運動的加速度a．
（2）磁場的磁感應(yīng)強度B．
（3）導(dǎo)體桿運動到第20s時，電阻R的電功率．
（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導(dǎo)體棒以該加速度做勻加速運動，你對該裝置能提出什么合理的改進措施，請做簡要說明．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=2Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，桿及軌道的電阻均可忽略不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了s′=2m停下，求：
（1）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度；
（2）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計．整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當拉力達到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運動，當位移s=2.5m時撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s′后停止．已知在拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q為1.25C．在滑行s′的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）請定性說明導(dǎo)體桿在滑行s′的過程中運動情況；
（2）導(dǎo)體桿運動過程中的最大速度vm；
（3）拉力F的最大值Fm；
（4）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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