相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m=1kg的光滑金屬棒ab通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒cd水平固定在金屬導(dǎo)軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，ab、cd兩棒的電阻均為r=0.9Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)b棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，g取10m/s2．
（1）在運(yùn)動(dòng)過程中，ab棒中的電流方向？cd棒受到的安培力方向？
（2）求出ab棒加速度大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��？
（3）從t1=0到t2=2s，金屬棒ab的機(jī)械能變化了多少？
分析：（1）根據(jù)右手定則判斷ab棒中電流方向，由左手定則判斷cd棒受到的安培力．
（2）由圖象讀出t1=0時(shí)刻的拉力，由牛頓定律求出加速度a．由圖讀出t2=2s時(shí)的拉力，由牛頓定律、歐姆定律求B．
（3）從t1=0到t2=2s，ab棒重力勢(shì)能增大，動(dòng)能增大，可求出金屬棒ab的機(jī)械能變化．
解答：解：（1）在運(yùn)動(dòng)過程中，ab棒中的電流方向從b流向a． 
         cd棒受到的安培力方向是垂直導(dǎo)軌平面向里．    
    （2）設(shè)ab棒加速度大小為a，當(dāng)t1=0時(shí)，F(xiàn)1=11N，則
             F1-mg=ma          
           解得a=1m/s2
         當(dāng)t2=2s時(shí)，F(xiàn)2=14.6N，設(shè)ab棒速度大小為v，其中電流為I，則
             F2-mg-BIL=ma                        
               v=at2                             
              BLv=2I r            
             解得B=1.2T                       
     （3）從t1=0到t2=2s，ab棒通過的距離為h，則h=
1
2
a
t
2
2

         設(shè)金屬棒ab的機(jī)械能變化為△E，則
△E=mgh+
1
2
m
υ
2
 
  
          解得△E=22J
點(diǎn)評(píng)：本題除了考查右手定則、左手定則、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等知識(shí)外，還考查識(shí)別、理解速度圖象的能力，挖掘隱含其中的信息．
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：

（2013?寶山區(qū)一模）相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，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，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)b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(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放．（g=10m/S2）
（1）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大小；
（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）求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0，并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變化的圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?浦東新區(qū)一模）相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，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，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)b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(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放．

（1）指出在運(yùn)動(dòng)過程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向；
（2）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大小；
（3）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；
（4）判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動(dòng)，求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0，并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變化的圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：

相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，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，如圖1所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．a(chǎn)b棒在方向豎直向上，大小按圖2所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌向上勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd棒也由靜止釋放．（g=10m/S2）
（1）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大�。�
（2）已知在2s內(nèi)外力F做功26.8J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時(shí)間t0，并在圖3中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時(shí)間變化的圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m=1kg的金屬棒ab通過棒兩端的金屬套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，金屬棒cd水平固定在導(dǎo)軌上，如圖 （a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，ab棒的電阻為R1=1Ω，cd棒的電阻為R2=0.8Ω，導(dǎo)軌及金屬套環(huán)的接觸電阻均忽略不計(jì)．a(chǎn)b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(yùn)動(dòng)（ab棒始終保持水平方向）．（g=10m/s2 ）
（1）指出在運(yùn)動(dòng)過程中ab棒中的電流方向和cd棒受到的安培力方向；
（2）求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度大小；
（3）已知在0～2s內(nèi)外力F做功25J，求這一過程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱．

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