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如圖，寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架導軌水平放置，框架處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=1T，導軌上放一根質量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.5，現用恒定的水平牽引力F=3N從靜止拉動棒（ab棒始終與導軌接觸良好且垂直），（框架電阻不計，g取10m/s2），問：
（1）ab棒的穩(wěn)定速度多大？
（2）ab棒速度為1m/s時棒的加速度多大？
分析：（1）當ab棒的合力為零時，速度達到最大，根據平衡求出電流的大小，從而結合切割產生的感應電動勢公式求出ab棒穩(wěn)定時的速度．
（2）當速度為1m/s時，根據感應電動勢公式，結合閉合電路歐姆定律、安培力公式，根據牛頓第二定律求出加速度的大�。�
解答：解：（1）當ab棒的合力為零時，速度最大．
有：F=BIL+f
又摩擦力f=μmg
聯立兩式，代入數據解得：I=2A．
則感應電動勢的大�。篍=IR=2×1V=2V．
根據E=BLv得，穩(wěn)定的速度：v=
E
BL
=
2
1×1
m/s=2m/s．
（2）當v=1m/s時，安培力為：FA=BIL=
B2L2v
R
=
1×1×1
1
N=1N．
根據牛頓第二定律得：F-FA-μmg=ma
加速度為：a=
F-FA-μmg
m
=
3-1-0.5×2
0.2
m/s2=5m/s2．
答：（1）ab棒的穩(wěn)定速度為2m/s．
（2）ab棒速度為1m/s時棒的加速度為5m/s2
點評：本題考查電磁感應與力學的綜合，知道合力為零時，速度達到最大．知道切割的部分相當于電源．
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，傾角為θ=30°，寬度L=1m的足夠長的平行光滑金屬導軌，固定在磁感應強度B=1T范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上，導軌上、下端各接有電阻R=1.6Ω，導軌上放有質量為m=0.2kg，電阻r=0.2Ω的金屬棒ab，用平行導軌且功率恒為6W的牽引力F牽引金屬棒ab，使它由靜止沿導軌向上移動．當金屬棒ab移動2.6m時獲得穩(wěn)定速度，在此過程中金屬棒中產生的熱量為6J．（不計導軌電阻及一切摩擦，g取10m/s2）
問：（1）金屬棒達到的穩(wěn)定速度是多大？
（2）金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度所需時間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，傾角θ=30°，寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導軌，固定在磁感應強度B=1T，范圍充分大的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直．用平行于導軌、功率恒為P=6W的牽引力F牽引一根質量m=O.2kg，電阻R=1Ω放在導軌上的金屬棒ab，由靜止開始沿導軌向上移動（ab始終與導軌接觸良好且垂直），當ab棒移動t=1.5s時獲得穩(wěn)定速度，在此過程中，金屬棒產生的熱量為Q=5.8J（ 不計導軌電阻及一切摩擦，取g=10m/s2），求：
（1）ab棒的穩(wěn)定速度；
（2）ab棒從靜止開始達到穩(wěn)定速度通過的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?雙流縣模擬）如圖所示，傾角θ=30°、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T，范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下．用平行于軌道的牽引力拉一根質量m=0.2kg、電阻R=1Ω放在導軌上的金屬棒ab，使之由靜止沿軌道向上運動，牽引力做功的功率恒為6W，當金屬棒移動2.8m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中金屬棒產生的熱量為5.8J，不計導軌電阻及一切摩擦，取g=10m/s2．求：
（1）金屬棒達到穩(wěn)定時速度是多大？
（2）金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時需的時間多長？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示：寬度L=1m的足夠長的U形金屬框架水平放置，框架處在豎直向上的勻強磁場中，框架導軌上放一根質量m=0.2kg、電阻R=1.0Ω的金屬棒ab，棒ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.5，現用功率恒為6W的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動（ab棒始終與導軌接觸良好且垂直），當棒的電阻R產生熱量Q=5.8J時獲得穩(wěn)定速度為2m/s，此過程中，通過棒的電量q=2.8C（框架電阻不計，g取10m/s2）．
求：（1）勻強磁場的磁感應強度多大？
（2）ab棒從靜止到穩(wěn)定速度的時間多少？

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