（20分）相距L="1.5" m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1=1kg的金屬棒和質(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，如圖(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方問豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同。棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上，大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd捧也由靜止釋放。(取10m／s2)

（1）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大小；
（2）已知在2s內(nèi)外力F做功40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）判斷cd棒將做怎樣的運動，求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時間，并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力隨時間變化的圖像。
（1）a=1m/s2，B=1.2T（2）18J（3）2s

試題分析：（1）經(jīng)過時間t，金屬棒ab的速率，此時，回路中的感應(yīng)電流
為，對金屬棒，由牛頓第二定律得
由以上各式整理得：
在圖線上取兩點：代入上式得a=1m/s2，B=1.2T。
（2）在2s末金屬棒的速率m/s
所發(fā)生的位移m   由動能定理得
又Q=W安聯(lián)立以上方程，解得Q=(J)。
（3）棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當(dāng)棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運動，最后停止運動。
當(dāng)棒速度達(dá)到最大時，有
又FN=F安
F安=BIL


整理解得。
隨時間變化的圖象如圖所示。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（22分）如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計、荷質(zhì)比的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過×10—5s時間以后電荷以v0=1.5×l04m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化（圖乙中磁場以垂直紙面向外為正．以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）．不考慮磁場變化產(chǎn)生的電場．


求：⑴.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；
⑵.×10-5s時刻電荷與O點的水平距離；
⑶.如果在O點正右方d= 68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板的時間．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，一個帶負(fù)電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場B中．現(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右的瞬時速度，使其由靜止開始運動，則滑環(huán)在桿上的運動情況可能是(       )
A．始終做勻速運動
B．開始做減速運動，最后靜止于桿上
C．先做加速運動，最后做勻速運動
D．先做減速運動，最后做勻速運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示的速度選擇器中有正交的電場和磁場，有一粒子沿垂直于電場和磁場的方向飛入其中，并沿直線運動（不考慮重力作用），則此粒子
A．一定帶正電
B．一定帶負(fù)電
C．一定不帶電
D．可能帶正電或負(fù)電，也可能不帶電

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(12分)如圖所示，坐標(biāo)平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E＝4×105 N/C、方向水平向左的勻強(qiáng)電場，在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)荷比為＝4×10－10 kg/C的帶正電粒子從x軸上的A點以初速度v0＝2×107 m/s垂直x軸射入電場，OA＝0.2 m，不計重力．求：
(1)粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離；
(2)若要求粒子不能進(jìn)入第三象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進(jìn)入電場后的運動情況．)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（14分）如圖所示，在x軸上方有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，大小為B，x軸下方有一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E，方向與y軸的夾角θ為45°且斜向上方�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m電量為q的正離子，以速度v0由y軸上的A點沿y軸正方向射入磁場，該離子在磁場中運動一段時間后從x軸上的C點進(jìn)入電場區(qū)域，該離子經(jīng)C點時的速度方向與x軸夾角為45°。不計離子的重力，設(shè)磁場區(qū)域和電場區(qū)域足夠大。求：

⑴C點的坐標(biāo)；
⑵離子從A點出發(fā)到第三次穿越x軸時的運動時間；
⑶離子第四次穿越x軸時速度的大小及速度方向與電場方向的夾角。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計，間距d＝0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場中，兩金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，其電阻均為r＝0.1Ω,質(zhì)量均為m＝0.5kg，與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)固定棒ab，使cd在水平恒力F＝0.8N的作用下，由靜止開始做加速運動。求

（1）棒cd哪端電勢高？
（2）當(dāng)電壓表讀數(shù)為U＝0.2V時，棒cd的加速度多大？
（3）棒cd能達(dá)到的最大速度vm。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在如圖所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域內(nèi)(不計重力)，電子可能沿水平方向向右做直線運動的是(　 　)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分） 如下圖所示，質(zhì)量為m＝1kg，電荷量為q＝5×10－2 C的帶正電的小滑塊，從半徑為R＝0.4m的光滑絕緣圓孤軌道上由靜止自A端滑下．整個裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場中．已知E＝100 V/m，水平向右；B＝1T，方向垂直紙面向里．求：

(1)滑塊到達(dá)C點時的速度；
(2)在C點時滑塊對軌道的壓力．(g＝10 m/s2)

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