如圖所示，位于水平面內(nèi)間距為L(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面，導(dǎo)軌左端用導(dǎo)線相連，一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)體棒兩端放在導(dǎo)軌上，并與之密接．已知導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度的電阻為r，導(dǎo)線和導(dǎo)體棒的電阻均忽略不計(jì)．從t=0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒在平行于導(dǎo)軌的拉力作用下，從導(dǎo)軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，求：
（1）t時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流I和此時(shí)回路的電功率P；
（2）t時(shí)間內(nèi)拉力做的功．
（1）導(dǎo)體棒由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)
在t時(shí)刻導(dǎo)體棒的速度 v=at
位移x=
1
2
at2
導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv
由閉合電路歐姆定律知，導(dǎo)體棒中的電流I=
E
R
其中R=2xr
聯(lián)立上式有I=
BL
rt

此時(shí)回路的電功率P=I2R
得P=
B2L2a
r

（2）對(duì)導(dǎo)體棒，在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)用動(dòng)能定理得
WF-W安=
1
2
mv2
其中安培力做的功W安=Pt=
B2L2at
r

故t時(shí)間內(nèi)拉力做的功WF=
B2L2at
r
+
1
2
ma2t2
答：
（1）t時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流I和此時(shí)回路的電功率P是
B2L2a
r
．
（2）t時(shí)間內(nèi)拉力做的功為
B2L2at
r
+
1
2
ma2t2 ．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，軌道的電阻忽略不計(jì)．一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩軌道上，并與兩軌道垂直．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上．現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移x間的關(guān)系如圖乙所示．當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)位移x=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離△x后停下，已知在滑行△x的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）拉力F作用過(guò)程中，通過(guò)電阻R上的電量q；
（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度vm；
（3）拉力F作用過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平旋轉(zhuǎn)的平行金屬導(dǎo)軌M、N間接一阻值R=0.128Ω的電阻，軌道寬為L(zhǎng)=0.8m．軌道上搭一金屬棒ab，其質(zhì)量m=0.4kg，ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，除R外其余電阻不計(jì)，垂直于軌道的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T，ab在一電動(dòng)機(jī)的牽引下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t=2s，ab運(yùn)動(dòng)了s=1.2m，剛好達(dá)到最大速度．此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率為8W，最大輸出功率14.4W．求：
（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度多大？
（2）該過(guò)程中電阻R上消耗的電能．（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平地面上方的H高區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平界面PP′是磁場(chǎng)的上邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向是水平的，垂直于紙面向里．在磁場(chǎng)的正上方，有一個(gè)位于豎直平面內(nèi)的閉合的矩形平面導(dǎo)線框abcd，ab長(zhǎng)為l1，bc長(zhǎng)為l2，H＞l2，線框的質(zhì)量為m，電阻為R．使線框abcd從高處自由落下，ab邊下落的過(guò)程中始終保持水平，已知線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況是：cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后，線框先做加速運(yùn)動(dòng)，然后做勻速運(yùn)動(dòng)，直到ab邊到達(dá)邊界PP′為止．從線框開始下落到cd邊剛好到達(dá)水平地面的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為Q．求：
（1）線框abcd在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線的某一橫截面的電荷量是多少？
（2）線框是從cd邊距邊界PP′多高處開始下落的？
（3）線框的cd邊到達(dá)地面時(shí)線框的速度大小是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，一足夠長(zhǎng)阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L=1.0m，NQ兩端連接阻值R=3.0Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=300．一質(zhì)量m=0.20kg，阻值r=0.50Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0.60kg的重物相連．細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行．金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0.3s內(nèi)通過(guò)的電量是0.3～0.6s內(nèi)通過(guò)電量的
1
3
，g=10m/s2，求：
（1）0～0.3s內(nèi)棒通過(guò)的位移；
（2）金屬棒在0～0.6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

光滑M形導(dǎo)軌，豎直放置在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知導(dǎo)軌寬L=0.5m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T．有阻值為0.5W的導(dǎo)體棒AB緊挨導(dǎo)軌，沿著導(dǎo)軌由靜止開始下落，如圖所示，設(shè)串聯(lián)在導(dǎo)軌中的電阻R阻值為2Ω，其他部分的電阻及接觸電阻均不計(jì)．問：
（1）導(dǎo)體棒AB在下落過(guò)程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向和AB棒受到的磁場(chǎng)力的方向．
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒AB的速度為5m/s（設(shè)并未達(dá)到最大速度）時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小各是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖，MN、PQ為兩根間距L不等的金屬導(dǎo)線，水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌的一端接阻值為10Ω的電阻R1和電流表，另一端接阻值為5Ω的電阻R2．質(zhì)量為m1=0.1kg的金屬棒放在導(dǎo)軌ab處，以初速V0=8m/s滑到導(dǎo)軌的a′b′處，歷時(shí)t=0.08s．導(dǎo)軌在ab處的間距L1=0.5m，在a′b′處的間距L2=1.0m．若金屬棒滑動(dòng)時(shí)始終與導(dǎo)軌接觸良好，直流電流表的示數(shù)保持不變，不計(jì)棒與導(dǎo)軌的摩擦及其它電阻的影響．試求：
（1）金屬棒在導(dǎo)軌a′b′處時(shí)的速度；
（2）電流表的示數(shù)；
（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，金屬圓環(huán)的半徑為r，電阻的值為2R．金屬桿oa一端可繞環(huán)的圓心O旋轉(zhuǎn)，另一端a擱在環(huán)上，電阻值為R．另一金屬桿ob一端固定在O點(diǎn)，另一端b固定在環(huán)上，電阻值也是R．加一個(gè)垂直圓環(huán)的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并使oa桿以角速度勻速旋轉(zhuǎn)．如果所有觸點(diǎn)接觸良好，ob不影響oa的轉(zhuǎn)動(dòng)，求流過(guò)oa的電流的范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖，在水平面（紙面）內(nèi)有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a點(diǎn)接觸，構(gòu)成“V”字型導(dǎo)軌．空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)．用力使MN向右勻速運(yùn)動(dòng)，從a位置開始計(jì)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中MN始終與∠bac的平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸．下列關(guān)于回路中電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線，可能正確的是（　　）
A．B．C．D．

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同步練習(xí)冊(cè)答案