如圖所示，相距為L的足夠長光滑平行金屬導軌水平放置，處于磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上的勻強磁場中。導軌一端連接一阻值為R的電阻，導軌本身的電阻不計，一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒ab橫跨在導軌上，如圖所示�，F(xiàn)對金屬棒施一恒力F，使其從靜止開始運動。求：

（1）運動中金屬棒的最大速度為多大？
（2）金屬棒的速度為最大速度的四分之一時,
①求ab金屬棒的加速度
②求安培力對ab金屬棒做功的功率
解：（1）當金屬棒由于切割磁感線而受安培力作用，安培力與所受恒力F相等時速度達到最大，即
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E="BLv               " （1分）
由閉合電路歐姆定律：（1分）
ab受的安培力（1分）
由二力平衡：F=F安　　　（1分）
由以上四式可解得：（2分）
（2）當金屬棒的速度為最大速度的四分之一時：
①由法拉第電磁感應(yīng)定律：（1分）
由閉合電路歐姆定律：　　　�。�1分）
ab受的安培力F2=IBL（1分）
由牛頓第二定律： F-F2=ma（2分）
由閉合電路歐姆定律：以上四式可解得：a=3F/4m（2分）
② 由 P=-F2V2（1分）
解得：P=-F2（R+r）/16B 2L 2（2分）
略
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

【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，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)強度大小B＝0.40T，方向豎直向下的勻強磁場中。質(zhì)量m=0.50kg的導體棒ab垂直于軌道放置。在沿著軌道方向向右的力F作用下，導體棒由靜止開始運動，導體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計軌道和導體棒的電阻，不計空氣阻力。

（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N。求
a．導體棒能達到的最大速度大小vm；
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，導體棒的加速度大小a。
（2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導體棒做初速度為零的勻加速直線運動，加速度大小a=2.0m/s2。從力F作用于導體棒的瞬間開始計時，經(jīng)過時間t=2.0s，求力F的沖量大小I。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角，兩導軌的間距l=0.50m，一端接有阻值R=1.0Ω的電阻。質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒ab置于導軌上，與軌道垂直，電阻r=0.25Ω。整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=1.0T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下。t=0時刻，對金屬棒施加一平行于導軌向上的外力F，使之由靜止開始沿斜面向上運動，運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽略不計，g取10m/s2，求：   
（1）4.0s末金屬棒ab瞬時速度的大��；
（2）4.0s末力F的瞬時功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，閉合小金屬環(huán)從高h的光滑曲面上端無初速滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，水平方向的磁場與光滑曲面垂直，則
A．若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
B．若是勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h
C．若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度小于h
D．若是非勻強磁場，環(huán)在左側(cè)滾上的高度等于h

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用鋁板制成“U”形框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細線懸掛在框的上方，讓整個裝置在水平方向的磁場中向左以速度V勻速運動，若懸線拉力為F，則
A．懸線豎直，F(xiàn)=mg
B．懸線豎直，F(xiàn)＜mg
C．適當選擇V的大小可使F=0
D．因條件不足，F(xiàn)與mg的大小關(guān)系無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩根固定的光滑金屬導軌水平部分與傾斜部分平滑連接，兩導軌間距為L＝0.5m，導軌的傾斜部分與水平面成530角。導軌的傾斜部分有一個勻強磁場區(qū)域abcd，磁場方向垂直于斜面向上，導軌的水平部分有n個相同的勻強磁場區(qū)域，磁場方向豎直向上，所有磁場的磁感強度大小均為B＝1T，磁場沿導軌的長度均為L＝0.5m，磁場在左、右兩側(cè)邊界均與導軌垂直，導軌的水平部分中相鄰磁場區(qū)域的間距也為L�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.5kg，電阻為r＝0.2Ω，邊長也為L的正方形金屬線框PQMN，從傾斜導軌上由靜止釋放，釋放時MN邊離水平導軌的高度h＝2.4m，金屬線框在MN邊剛滑進磁場abcd時恰好做勻速直線運動，此后，金屬線框從導軌的傾斜部分滑上水平部分并最終停止。取重力加速度g＝10m/s2,sin530＝0.8, cos530＝0.6。求：⑴金屬線框剛釋放時MN邊和ab邊的距離；⑵金屬線框能穿越導軌水平部分中幾個完整的磁場區(qū)域；⑶整個過程中金屬線框幾產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，有一個矩形線圈，質(zhì)量m＝0.016kg，長L＝0.5m，寬d＝0.1m，電阻R＝0.1Ω。從離勻強磁場上邊緣高h＝5m處由靜止自由下落，進入磁場時，線圈恰能做勻速運動。不計空氣阻力，H＞h，取g＝l0m／s2。求：
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度大�。�
(2)線圈由位置1到完全進入磁場的過程中，線框中產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，正方形導線框abcd勻速穿過一勻強磁場區(qū)域。磁場區(qū)域的寬度為L、磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外；導線框的電阻為R，邊長為2L，在穿過磁場的整個過程中，導線框ab、cd兩邊始終保持與磁場邊界平行，導線框平面始終與磁場方向垂直；導線框的速度大小為v，方向垂直于cd邊，規(guī)定電流沿。為正方向。
(1)請在圖乙中作出cd邊進人磁場到ab邊離開磁場的過程中，導線框中感應(yīng)電流隨位移變化的i—x圖像；（標出縱坐標的值）
(2)求在上述過程中導線框所產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根完全相同的“V”字形導軌OPQ與KMN放在絕緣水平面上，兩導軌都在豎直平面內(nèi)且正對、平行放置，其間距為L，電阻不計。兩根導軌光滑且足夠長，所形成的兩個斜面與水平面的夾角都是α。兩個金屬棒ab和的質(zhì)量都是m，電阻都是R，與導軌垂直放置且接觸良好，兩個金屬棒離最低點都足夠遠。空間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。下列判斷正確的是（     ）
A．讓固定不動，將ab釋放，則ab的加速度將逐漸增大
B．讓固定不動，將ab釋放，則ab的最大速度是
C．如果將ab與同時釋放，兩棒達到最大速度時的總電動勢比只釋放一個棒達到最大速度時的電動勢大
D．如果將ab與同時釋放，兩棒達到的最大速度是只釋放一個棒時最大速度的2倍

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