相距L=1．5m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量為m=1kg的光滑金屬棒ab通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，金屬棒cd水平固定在金屬導軌上，如圖甲所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同，ab、cd兩棒的電阻均為r=0．9Ω，導軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上大小按圖乙所示規(guī)律變化的外力F作用下從靜止開始，沿導軌勻加速運動，g取10m/s2。

　 (1)在運動過程中，ab棒中的電流方向?cd棒受到的安培力方向?

　 (2)求出ab棒加速度大小和磁感應強度B的大小?

　 (3)從t1＝0到t2=2s，金屬棒ab的機械能變化了多少?

解：(1) 在運動過程中，ab棒中的電流方向從b流向a。 ………………………2分

cd棒受到的安培力方向是垂直導軌平面向里。    ……………………2分

(2) 設ab棒加速度大小為a，當t1＝0時, F1＝11N，則

F1－mg＝ma                              …………………………2分

a＝1m/s2

當t2＝2s時, F2＝14.6N，設ab棒速度大小為v，其中電流為I，則

F2－mg－BIL＝ma                         …………………………2分

v＝at2                                    …………………………2分

BLv＝2I r                                 …………………………2分

解得B＝1.2T                              …………………………2分

(3) 從t1＝0到t2＝2 s，ab棒通過的距離為h，則      …………2分

設金屬棒ab的機械能變化為△E，則

△E＝mgh＋                         …………………………2分

△E＝22J                                  …………………………2分

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

兩根相距L=0．5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置，他們各有一邊在同一水平面上，另一邊垂直于水平面。金屬細桿ab、cd的質量均為m=50g，電阻均為R=1．0Ω，它們與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0．5，導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小B=1．0T、方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時，從某一時刻開始釋放cd桿，并且開始計時，cd桿運動速度隨時間變化的圖像如圖乙所示（在0～1．0s和2．0~3．0s內，cd做勻變速直線運動）。

1.求在0~1．0s時間內，回路中感應電流的大�。�

2.求在0～3．0s時間內，ab桿在水平導軌上運動的最大速度；

3.已知1．0～2．0s內，ab桿做勻加速直線運動，在圖丙中畫出在0～3．0s內，拉力F隨時間變化的圖像。（不需要寫出計算過程，只需畫出圖線）

 

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年度北京市朝陽區(qū)高三第一學期期末統(tǒng)一考試物理卷 題型：計算題

兩根相距L=0．5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置，他們各有一邊在同一水平面上，另一邊垂直于水平面。金屬細桿ab、cd的質量均為m=50g，電阻均為R=1．0Ω，它們與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0．5，導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小B=1．0T、方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時，從某一時刻開始釋放cd桿，并且開始計時，cd桿運動速度隨時間變化的圖像如圖乙所示（在0～1．0s和2．0~3．0s內，cd做勻變速直線運動）。
【小題1】求在0~1．0s時間內，回路中感應電流的大��；[來源:Z.xx.k.Com]
【小題2】求在0～3．0s時間內，ab桿在水平導軌上運動的最大速度；
【小題3】已知1．0～2．0s內，ab桿做勻加速直線運動，在圖丙中畫出在0～3．0s內，拉力F隨時間變化的圖像。（不需要寫出計算過程，只需畫出圖線）

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科目：高中物理 來源：2013-2014學年四川省高三（下）2月月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

（20分）相距L=1.5 m的足夠長金屬導軌豎直放置，質量為m1=1kg的金屬棒和質量

   為m2=0.27kg 的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導軌上，如圖(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方問豎直向下，兩處磁場磁感應強度大小相同。棒光滑，cd棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為，兩棒總電阻為1.8Ω，導軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上，大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導軌勻加速運動，同時cd捧也由靜止釋放。(取10m／s2)

（1）求出磁感應強度B的大小和ab棒加速度的大��；

（2）已知在2s內外力F做功40J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

（3）判斷cd棒將做怎樣的運動，求出cd棒達到最大速度所需的時間，并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力隨時間變化的圖像。

 

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科目：高中物理 來源：2012屆度北京市朝陽區(qū)高三第一學期期末統(tǒng)一考試物理卷 題型：計算題

兩根相距L=0．5m的足夠長的金屬導軌如圖甲所示放置，他們各有一邊在同一水平面上，另一邊垂直于水平面。金屬細桿ab、cd的質量均為m=50g，電阻均為R=1．0Ω，它們與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ=0．5，導軌電阻不計。整個裝置處于磁感應強度大小B=1．0T、方向豎直向上的勻強磁場中。當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下沿導軌向右運動時，從某一時刻開始釋放cd桿，并且開始計時，cd桿運動速度隨時間變化的圖像如圖乙所示（在0～1．0s和2．0~3．0s內，cd做勻變速直線運動）。

1.求在0~1．0s時間內，回路中感應電流的大��；[來源:Z.xx.k.Com]

2.求在0～3．0s時間內，ab桿在水平導軌上運動的最大速度；

3.已知1．0～2．0s內，ab桿做勻加速直線運動，在圖丙中畫出在0～3．0s內，拉力F隨時間變化的圖像。（不需要寫出計算過程，只需畫出圖線）

 

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