（18分）、如圖，一直導體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導軌之間連接一可控制的負載電阻（圖中未畫出）；導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面。開始時，給導體棒一個平行于導軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導體棒一直在磁場中運動。若不計導軌電阻，求此過程中導體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負載電阻上消耗的平均功率。
    

試題分析：導體棒所受的安培力為：F=Bil      ① （3分）
由題意可知，該力的大小不變，棒做勻減速運動，因此在棒的速度從v0減小到v1的過程中，平均速度為：     ②  （2分）
當棒的速度為v時，感應(yīng)電動勢的大小為：E=Blv      ③  （3分）
棒中的平均感應(yīng)電動勢為：         ④  （2分）
綜合②④式可得：          ⑤   （2分）
導體棒中消耗的熱功率為：         ⑥   （2分）
負載電阻上消耗的熱功率為：        ⑦   （2分）
由以上三式可得：         ⑧     （2分）
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，電阻不計的足夠長的平行光滑金屬導軌PX、QY相距L=0.5m，底端連接電阻R=2Ω，導軌平面傾斜角θ=30°,勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應(yīng)強度B=1T。質(zhì)量m=40g、電阻R=0.5Ω的金屬棒MN放在導軌上，金屬棒通過絕緣細線在電動機牽引下從靜止開始運動，經(jīng)過時間t1=2s通過距離x=1.5m，速度達到最大，這個過程中電壓表示數(shù)U0=8.0V，電流表實數(shù)I0=0.6A，示數(shù)穩(wěn)定，運動過程中金屬棒始終與導軌垂直，細線始終與導軌平行且在同一平面內(nèi)，電動機線圈內(nèi)阻r0=0.5Ω，g=10m/s2.。求：
         
（1）細線對金屬棒拉力的功率P多大？
（2）從靜止開始運動的t1=2s時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR是多大？
（3）用外力F代替電動機沿細線方向拉金屬棒MN，使金屬棒保持靜止狀態(tài)，金屬棒到導軌下端距離為d=1m。若磁場按照右圖規(guī)律變化，外力F隨著時間t的變化關(guān)系式？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，導體棒在勻強磁場中做切割磁感線運動，下列說法正確的是
A．導體做切割磁感線運動產(chǎn)生動生電動勢
B．導體棒中的自由電荷因受洛倫茲力而定向移動
C．導體棒中的自由電荷因受感生電場作用而定向移動
D．導體棒中的自由電荷熱運動的速度為Ｖ０

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，半徑為 r、電阻不計的兩個半圓形光滑導軌并列豎直放置，導軌端口所在平面剛好水平。在軌道左上方端口M、N 間接有阻值為R 的小電珠，整個軌道處在磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，兩導軌間距為L，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m，電阻也是R 的金屬棒ab 從MN 處由靜止釋放，經(jīng)一定時間到達導軌最低點，此時速度為 v 。

（1）求金屬棒 ab 到達時，受到的安培力的大小和方向。
（2）求金屬棒 ab 從MN 到的過程中，小電珠上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域，方向相反，且垂直紙面，磁感應(yīng)強度的大小均為B，以磁場區(qū)左邊界為y軸建立坐標系，磁場區(qū)域在y軸方向足夠長，在x軸方向?qū)挾染鶠閍.矩形導線框ABCD的CD邊與y軸重合，AD邊長為a。線框從圖示位置水平向右勻速穿過兩磁場區(qū)域，且線框平面始終保持與磁場垂直，線框中感應(yīng)電流i與線框移動距離x的關(guān)系圖象正確的是(以逆時針方向為電流的正方向)  

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分）如圖所示，固定于水平桌面上足夠長的兩平行光滑導軌PQ、MN，其電阻不計，間距d=0．5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強度B0＝0．2T的勻強磁場中，兩金屬棒L1、L2平行地擱在導軌上，其電阻均為r＝0.1Ω，質(zhì)量分別為M1=0．3kg和M2＝0．5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0．8N的作用下，由靜止開始運動。試求：

(1) 當電壓表讀數(shù)為U=0．2V時，棒L2的加速度為多大；
(2)棒L2能達到的最大速度vm.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導線框，半圓直徑與磁場邊緣重合; 磁場方向垂直于半圓面（紙面）向里，磁感應(yīng)強度大小為B0．使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流�，F(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為（     ）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，寬度L＝0.5 m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強磁場中，框架的電阻非均勻分布．將質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好．以P為坐標原點，PQ方向為x軸正方向建立坐標．金屬棒從處以的初速度，沿x軸負方向做的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用．求：

(1)金屬棒ab運動0.5 m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；
(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；
(3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運動距離x，以及0.4 s時回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解．指出該同學解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直，導軌上有兩條可以沿導軌自由移動的導電棒ab、cd，這兩根導電棒的速度分別為v1、v2，如圖所示，ab棒上有感應(yīng)電流通過，則不能有（ ）
A．v1>v2B．v1<v2
C．v1≠v2D．v1=v2

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