精英家教網(wǎng)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．平行軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻．軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.40T，方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一導(dǎo)體棒ab垂直于軌道放置．導(dǎo)體棒在垂直導(dǎo)體棒且水平向右的外力F作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小v=5.0m/s，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．求
（1）通過電阻R的電流大小I；
（2）作用在導(dǎo)體棒上的外力大小F；
（3）導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率P安．
分析：（1）由題，導(dǎo)線ab做勻速運(yùn)動(dòng)，已知速度大小v，由E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，再由閉合電路歐姆定律可求出通過電阻的電流大小；
（2）根據(jù)安培力公式可求出其大小，再由受力平衡可確定外力的大小．
（3）在水平方向上，導(dǎo)線受到拉力和安培力，根據(jù)功率的公式可求出安培力的功率．
解答：解：（1）導(dǎo)體棒ab切割磁感線E=BLv=1.0V
由閉合電路的歐姆定律I=
E
R
=2A
（2）導(dǎo)體棒ab受到安培力F安=BIL=0.4N
由于導(dǎo)體棒ab勻速運(yùn)動(dòng)，滿足：F=F安
所以，作用在導(dǎo)體棒上的外力F=0.4N
（3）導(dǎo)體棒克服安培力的功率P安=F安v=2W
答：（1）通過電阻R的電流大小2A；
（2）作用在導(dǎo)體棒上的外力大小0.4N；
（3）導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率2W．
點(diǎn)評(píng)：本題是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)類型，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式結(jié)合研究．同時(shí)運(yùn)用力的功率公式．
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：

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)體棒的瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，光滑金屬直桿穿過豎直固定的滑套，其底端置于光滑斜面體上，金屬桿質(zhì)量為m1，斜面體質(zhì)量為m2，現(xiàn)給斜面體一水平推力使斜面體從靜止開始向右作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t時(shí)間斜面體水平移動(dòng)s，該過程中斜面體未碰到滑套，金屬桿勻加速上升h高度重力加速度為g，求：
（1）該過程中金屬桿受到的合外力；
（2）該過程中水平推力的平均功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【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)體棒的瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I。

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年高三二輪專題檢測(cè)專題十一電磁感應(yīng)（解析版） 題型：計(jì)算題

【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)體棒的瞬間開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t=2.0s，求力F的沖量大小I。

 

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