（18分）如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌、、位于同一水平面上，與、與相距均為=1m，導(dǎo)軌間橫跨一質(zhì)量為=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。在導(dǎo)軌間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌間接一理想電壓表。整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下�，F(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動。試求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，則金屬棒達到穩(wěn)定時速度為多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒達到穩(wěn)定時的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為多大？此時電壓表讀數(shù)為多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由靜止開始做加速度為2m/s2的勻加速直線運動，且經(jīng)歷=1s時間，燈泡中產(chǎn)生的熱量為12J，試求此過程中外力做了多少功？
（1）6m/s
（2）5V
（3）20J
（1）設(shè)金屬棒穩(wěn)定時速度為v1，有
（1分）
 （1分）
（1分）
  （1分）      解得v1=6m/s（1分）
（2）由第一問得方程可得，當金屬棒速度穩(wěn)定時，有

解得：F′=2N（1分）
由P = F′v2="3W    " （1分）
設(shè)電壓表的讀數(shù)為U，則有
（1分）
 （1分）
   （1分）
 （1分）
解得U=5V（1分）
（3）設(shè)小燈泡和金屬棒產(chǎn)生的熱量分別為，，有
，解得（2分）
由功能關(guān)系得： （2分） 
（1分）
解得：（1分）
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個2Ω的電阻R，將一根質(zhì)量m為0.4 kg的金屬棒c d垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導(dǎo)軌的電阻不計，整個裝置放在磁感強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動．當棒的速度達到1 m/s時，拉力的功率為0.4w，此刻t＝0開始計時并保持拉力的功率恒定，經(jīng)一段時間金屬棒達到穩(wěn)定速度，在該段時間內(nèi)電流通過電阻R做的功為1.2 J．試求：
（1）金屬棒的穩(wěn)定速度；
（2）金屬棒從開始計時直至達到穩(wěn)定速度所需的時間；
（3）在乙圖中畫出金屬棒所受拉力F隨時間t變化的大致圖象；
（4）從開始計時直至達到穩(wěn)定速度過程中，金屬棒的最大加速度為多大？并證明流過金屬棒的最大電量不會超過2.0C．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩光滑平行導(dǎo)電導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直．已知金屬棒ab能沿導(dǎo)軌自由移動，且導(dǎo)軌一端跨接一個定值電阻R，金屬棒與導(dǎo)軌電阻均不計．現(xiàn)將金屬棒沿導(dǎo)軌以初速度v0開始向右拉動，若保持拉力恒定不變，經(jīng)過時間t1后金屬棒速度變?yōu)関，加速度為a1，最終以速度2v做勻速運動．若再使金屬棒仍以初速度v0開始，保持拉力的功率不變，經(jīng)過時間t2后金屬棒速度變?yōu)関，加速度為a2，最終以速度2v做勻速運動．則
A．t2＜t1．B．t2＝t1．
C．a(chǎn)2＝2a1．D．a(chǎn)2＝3a1．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

Π型光滑金屬導(dǎo)軌對水平地面傾斜固定，空間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場，將一根質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，如圖9，金屬桿ab從高度h1處釋放后，到達高度為h2的位置（如圖中虛線所示），其速度為v，在此過程中，設(shè)重力G和磁場力F對桿ab做的功分別為WG和WF，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，那么以下關(guān)系式中正確的是
A．mv2 > mgh1一mgh2+WFB．mv2=WG+WF
C．mv2 + Q = WG+WFD．mv2+Q = WG

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電阻忽略不計的兩根兩平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，其上端接一阻值為３Ω的電阻R。在水平虛線L1、L2間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d=0.5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma=0.2kg、電阻Ra=3Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb=0.1kg、電阻Rb=6Ω，它們分別從圖中M、N處同時由靜止開始沿導(dǎo)軌向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當b 剛穿出磁場時a正好進入磁場。（不計a、b之間的作用）求：
（1）在整個過程中，a棒和b棒分別克服安培力做了多少功？
（2）在b穿過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的電熱；
（3）M點和N點距L1的高度分別為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖14所示,邊長為L、電阻為R的正方形閉合線圈置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,線圈平面與磁場方向垂直.用力將線圈分別以v1、v2勻速拉出磁場,比較兩個過程,以下說法正確的是(　　)
①若v1>v2,通過線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量q1>q2�、谌�v1<v2,拉力的沖量I1<I2　③若v1<v2,拉力的功率P1<P2　④若v1>v2,產(chǎn)生的熱量Q1>Q2

圖14
A．①③
B．②③?
C．②④
D．③④?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強磁場垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示(   )
A．若固定ab，使cd向右滑動，abcd回路有電流，電流方向由a到b到d到c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同時運動，則abcd回路電流為零
D．若ab、cd都向右運動，且兩棒速度vcd＞vab，則abcd回路有電流，電流方向由c到d到b到a

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，豎直平行導(dǎo)軌間距l=20cm，導(dǎo)軌頂端接有一電鍵S．導(dǎo)體捧ab與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=0.4Ω，質(zhì)量m=10g，導(dǎo)軌的電阻不計，整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T．當導(dǎo)體棒由靜止釋放0.8s后，突然閉合電鍵S，不計空氣阻力．設(shè)導(dǎo)軌足夠長．

（1）試分析在電鍵S合上前、后，ab棒的運動情況。
（2）在ab棒的整外運動過程中，棒的最大速度和最終
速度的大小(g取10m/s2).

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩個固定傾斜放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為L，電阻不計，導(dǎo)軌平面與水平方向的夾角為θ，導(dǎo)軌上端接入一內(nèi)電阻可忽略的電源，電動勢為E。一粗細均勻的金屬棒電阻為R，質(zhì)量為m。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?i>g，金屬棒水平放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好，欲使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上不動，則以下說法正確的是   （   ）
A．可加豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為
B．可加豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為
C．所加勻強磁場磁感應(yīng)強度的最小值為
D．所加勻強磁場磁感應(yīng)強度的最小值為

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