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(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)閤軸正方向建立坐標(biāo)．金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用．求：

(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解．指出該同學(xué)解法的錯(cuò)誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果．

 

【答案】

(1)0.1 J　(2) 　(3)

【解析】

試題分析：(1)金屬棒僅受安培力作用，其大小

金屬棒運(yùn)動(dòng)0.5 m，框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功

所以.

(2)金屬棒所受安培力為

所以

由于棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

所以

 (3)錯(cuò)誤之處是把0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R代入進(jìn)行計(jì)算．

正確的解法是

因?yàn)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013092500133193724518/SYS201309250014121953431863_DA.files/image012.png">

所以

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；

點(diǎn)評(píng)：電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系是通過安培力做功量度外界的能量轉(zhuǎn)化成電能．找兩個(gè)物理量之間的關(guān)系是通過物理規(guī)律一步一步實(shí)現(xiàn)的．用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，如果計(jì)算的是過程量，我們要看這個(gè)量有沒有發(fā)生改變．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

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(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)?i>x軸正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從x0＝1 m處以v0＝2 m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a＝2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。

求：(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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的位置坐標(biāo)x變化的函數(shù)關(guān)系？

(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q＝＝求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)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：2011-2012學(xué)年安徽省宣城中學(xué)高二3月月考物理試卷 題型：計(jì)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(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)?i>x軸正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從x0＝1 m處以v0＝2 m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a＝2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。

求：(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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的位置坐標(biāo)x變化的函數(shù)關(guān)系？
(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q＝＝求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)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：2013屆安徽省高二3月月考物理試卷 題型：計(jì)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(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(biāo)原點(diǎn)，PQ方向?yàn)?i>x軸正方向建立坐標(biāo)。金屬棒從x0＝1 m處以v0＝2 m/s的初速度，沿x軸負(fù)方向做a＝2 m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中金屬棒僅受安培力作用。

求：(1)金屬棒ab運(yùn)動(dòng)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的位置坐標(biāo)x變化的函數(shù)關(guān)系？

(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動(dòng)距離x，以及0.4 s時(shí)回路內(nèi)的電阻R，然后代入q＝＝求解。指出該同學(xué)解法的錯(cuò)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： 題型：

如圖所示，寬度L＝0.20 m、足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面的絕緣板上，導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直。兩導(dǎo)軌間所接電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，且可自由滑動(dòng)，導(dǎo)體棒的電阻值R=1.5Ω，其他電阻均可忽略不計(jì)。重力加速度g取10m/s2。當(dāng)S1閉合，S2斷開時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止不動(dòng)。

（1）求S1閉合，S2斷開時(shí)，導(dǎo)體棒所受安培力的大��；

（2）將S1斷開，S2閉合，使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=5.0m/s2時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；

（3）將S1斷開，S2閉合，使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度的大小。

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