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如圖所示，兩根平行的導軌處于同一水平面內，相距為L．導軌左端用阻值為R的電阻相連，導軌的電阻不計。導軌上跨接一質量為m、電阻為r的金屬桿，金屬桿與導軌之間的動摩擦因數為μ．整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，磁場寬度為S1．現對桿施加一水平向右的恒定拉力F，使它由靜止開始進入磁場區(qū)域，當金屬桿離開磁場時立即將拉力F撤去，金屬桿繼續(xù)運動了一段距離后停止在導軌上。已知重力加速度為g．

（1）若金屬桿在離開磁場前就做勻速直線運動，求勻速運動的速度；

（2）金屬桿運動過程，通過電阻R的電量是多少？

（3）若金屬桿離開磁場繼續(xù)運動了S2后停止在導軌上。金屬桿運動過程，電阻R產生的熱量是多少？

 

【答案】

（1）υ=（2）（3）

【解析】

試題分析：（1） 金屬桿做勻速直線運動，有

F="f" +F安                   2分

f =μmg                    1分

E=BLυ                    1分

I=                 1分

F安=BIL                   1分

υ=        1分

（2） q =                 1分

=                  1分

（3）金屬桿運動過程，由動能定理得：

FS1－f （S1+S2）+ W安=0            2分

Q=－W安                                      1分

通過電阻和金屬桿的電流相同，所以電阻產生的熱量與電阻成正比，得：

QR =Q                      2分

=         1分

考點：導體切割磁感線運動

點評：本題是電磁感應與力學知識的綜合題，其紐帶是安培力．常常用到感應電量的經驗公式．求解導體的位移．

 

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩根平行的光滑長導軌處于同一水平面內，相距為L．導軌左端用阻值為R的電阻相連，導軌的電阻不計，導軌上跨接一電阻為r的金屬桿，質量為m，整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，現對桿施加一水平向右的恒定拉力F，使它由靜止開始運動．求
（1）當桿的速度為ν時，桿的加速度
（2）桿穩(wěn)定時的速度
（3）若桿從靜止到達穩(wěn)定的過程中，通過R的電荷量為q，則此過程中回路產生的熱量為多少．

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如圖所示，兩根平行的光滑導軌豎直放置，處于垂直軌道平面的勻強磁場中，金屬桿ab接在兩導軌之間，在開關S斷開時讓金屬桿ab自由下落，ab下落過程中始終保持與導軌接觸良好，設導軌足夠長，電阻不計．開關閉合開始計時，ab下滑速度v隨時間變化的圖象可能是（　�。�

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如圖所示，兩根平行的通電直導線通過等腰直角三角形兩個頂點，兩根導線通人大小相等、方向垂直于紙面向里的電流，每根導線在直角頂點產生的磁感應強度的大小均為B，則直角頂點處實際的磁感應強度的大小和方向為（　　）

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如圖所示，兩根平行的導軌處于同一水平面內，相距為L．導軌左端用阻值為R的電阻相連，導軌的電阻不計．導軌上跨接一質量為m、電阻為r的金屬桿，金屬桿與導軌之間的動摩擦因數為μ．整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度為B，磁場寬度為S1．現對桿施加一水平向右的恒定拉力F，使它由靜止開始進入磁場區(qū)域，當金屬桿離開磁場時立即將拉力F撤去，金屬桿繼續(xù)運動了一段距離后停止在導軌上．已知重力加速度為g．
（1）若金屬桿在離開磁場前就做勻速直線運動，求勻速運動的速度；
（2）金屬桿運動過程，通過電阻R的電量是多少？
（3）若金屬桿離開磁場繼續(xù)運動了S2后停止在導軌上．金屬桿運動過程，電阻R產生的熱量是多少？

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