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如圖甲所示，間距為L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為θ的斜面上．在MNPQ矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為B；在CDEF矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面向下的磁場，磁感應強度Bt隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(tx是未知量)，Bt的最大值為2B．現將一根質量為m、電阻為R、長為L的金屬細棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導軌上,并把它按住，使其靜止．在t=O時刻，讓另一根長為L的金屬細棒ab(其電阻Rx是未知量)從CD上方的導軌上由靜止開始下滑，同時釋放cd棒。已知CF長度為2L，兩根細棒均與導軌良好接觸，在ab從圖中位置運動到EF處的過程中，cd棒始終靜止不動，重力加速度為g．  

(1)求上述過程中cd棒消耗的電功率，并確定MNPQ區(qū)域內磁場的方向．

(2) ab棒質量

(3)確定未知量Rx及tx的值．

解析：（1）電流恒定，cd棒平衡  則             (2分)

           電功率                         (2分)

MNPQ區(qū)域內磁場的方向垂直斜面向上                     (2分)

（2），并且進入前后電流恒定且相等，故ab棒進入CDEF矩形區(qū)域磁場后，CDEF矩形區(qū)域磁場不變， tx時刻進入磁場，ab棒勻速運動，則

ab棒平衡  則                   (2分)

ab棒質量                            （2分）

（3）進入前感生電流                        （2分）

ab棒進入后勻速運動速度v，進入后動生電流           （2分）

ab棒進入前勻加速運動，   加速度                        （2分）

                              （2分）

                            （1分）

               （1分）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L=0.3m、足夠長的固定光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面成θ=30°角，左端M、P之間連接有電流傳感器和阻值為R=0.4Ω的定值電阻．導軌上垂直停放一質量為m=0.1kg、電阻為r=0.20Ω的金屬桿ab，且與導軌接觸良好，整個裝置處于磁感應強度方向垂直導軌平面向下、大小為B=0.50T的勻強磁場中．在t=0時刻，用一與導軌平面平行的外力F斜向上拉金屬桿ab，使之從由靜止開始沿導軌平面斜向上做直線運動，電流傳感器將通過R的電流i即時采集并輸入電腦，可獲得電流i隨時間t變化的關系圖線，如圖乙所示．電流傳感器和導軌的電阻及空氣阻力均忽略不計，重力加速度大小為g=10m/s2．
（1）求2s時刻桿ab的速度υ大�。�
（2）試證明金屬桿做勻加速直線運動，并計算加速度a的大小；
（3）求從靜止開始在2秒內通過金屬桿ab橫截面的電量q；
（4）求2s時刻外力F的功率P．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L、足夠長的固定光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面成θ角，下端M、P之間連接有電流傳感器和阻值為R的定值電阻．導軌上垂直停放一質量為m、電阻為r的金屬桿ab．ab與導軌接觸良好，整個裝置處于磁感應強度方向垂直導軌平面向下、大小為B的勻強磁場中．在t=0時刻，用一沿斜面向上的力向上拉金屬桿ab，使之由靜止開始斜向上做直線運動，電流傳感器將通過R的電流i即時采集并輸入電腦，可獲得電流i隨時間t變化的關系圖線，設圖乙中的I1和t1為已知數．電流傳感器和導軌的電阻及空氣阻力均忽略不計，重力加速度大小為g．
（1）若電流i隨時間t變化的關系如圖乙所示，求任意t時刻桿ab的速度v；
（2）判斷桿ab的運動性質，并求任意t時刻斜向上拉力的功率P的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，間距為L、足夠長的固定光滑平行金屬導軌MN、PQ 與水平面成θ角，左端M、P之間連接有電流傳感器和阻值為R 的定值電阻．導軌上垂直停放一質量為m、電阻為r的金屬桿ab，且與導軌接觸良好，整個裝置處于磁感應強度方向垂直導軌平面向下、大小為B 的勻強磁場中．在t=0時刻，用一沿MN方向的力斜向上拉金屬桿ab，使之從磁場的左邊界由靜止開始斜向上做直線運動，電流傳感器將通過R 的電流i即時采集并輸入電腦，可獲得電流i隨時間t變化的關系圖線，電流傳感器和導軌的電阻及空氣阻力均忽略不計，重力加速度大小為g．
精英家教網（1）若電流i 隨時間t 變化的關系如圖乙所示，求t時刻桿ab 的速度υ大��；
（2）在（1）問的情況下，請判斷桿ab的運動性質，并求t 時刻斜向上拉力的功率P；
（3）若電流i隨時間t 變化規(guī)律為i=Imsin
2πT
t，則在0～1/2T時間內斜向上拉力對桿ab做的功W．

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科目：高中物理 來源：2012屆四川省高三高考極限壓軸理科綜合物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(20分)如圖甲所示，間距為 L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為 q的斜面上。在 MNPQ矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為 B；在 CDEF矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面向下的磁場，磁感應強度 Bt 隨時間 t變化的規(guī)律如圖乙所示，其中 Bt的最大值為 2B�，F將一根質量為 M、電阻為 R、長為 L的金屬細棒 cd跨放在 MNPQ區(qū)域間的兩導軌上并把它按住，使其靜止。在 t＝0 時刻，讓另一根長也為 L的金屬細棒 ab從 CD上方的導軌上由靜止開始下滑，同時釋放 cd棒。已知 CF長度為 2L，兩根細棒均與導軌良好接觸，在 ab從圖中位置運動到 EF處的過程中，cd棒始終靜止不動，重力加速度為 g；tx是未知量。

（1）求通過 cd棒的電流，并確定 MN PQ區(qū)域內磁場的方向；
（2）當 ab棒進入 CDEF區(qū)域后，求 cd棒消耗的電功率；
（3）求 ab棒剛下滑時離 CD的距離。             

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