（16分）如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)2Ω的電阻R，將一根質(zhì)量m為0.4 kg的金屬棒c d垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置放在磁感強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)．當(dāng)棒的速度達(dá)到1 m/s時(shí)，拉力的功率為0.4w，此刻t＝0開(kāi)始計(jì)時(shí)并保持拉力的功率恒定，經(jīng)一段時(shí)間金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度，在該段時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電阻R做的功為1.2 J．試求：
（1）金屬棒的穩(wěn)定速度；
（2）金屬棒從開(kāi)始計(jì)時(shí)直至達(dá)到穩(wěn)定速度所需的時(shí)間；
（3）在乙圖中畫出金屬棒所受拉力F隨時(shí)間t變化的大致圖象；
（4）從開(kāi)始計(jì)時(shí)直至達(dá)到穩(wěn)定速度過(guò)程中，金屬棒的最大加速度為多大？并證明流過(guò)金屬棒的最大電量不會(huì)超過(guò)2.0C．
（1）v＝2m/s
（2）t＝5.25s
（3）如下圖所示

（4）m/s2，證明見(jiàn)解析

（1）ε＝BLv，I＝ ，F安＝BIL＝ （1分）
當(dāng)金屬棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，F安＝F拉＝ （2分）
所以v2＝，代入數(shù)據(jù)得v＝2m/s （1分）
（2）WR＝1.2J，所以Wr＝0.3J，W電＝1.5J       （1分）
Pt－W電＝mv2－mv02  （2分），
代入數(shù)據(jù)得t＝5.25s （1分）
（3）F的變化范圍0.4N～0.2N，圖線起點(diǎn)與終點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)必須正確（3分）

（4）作出速度圖象如圖所示

t＝0時(shí)合外力為ΣF="0.4" - N
這時(shí)加速度最大 m/s2 （2分）
證明：s
金屬棒的最大位移   Sm＜5.25×1+m  （2分）
流過(guò)金屬棒的電量
C =1.97C＜2.0C   證畢（1分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，ab=2bc,磁場(chǎng)方向垂直于紙面；實(shí)線框a′b′c′d′是一正方形導(dǎo)線框，a′b′邊與ab邊平行.若將導(dǎo)線框以相同的速度勻速地拉離磁場(chǎng)區(qū)域，以W１表示沿平行于ab的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，W２表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過(guò)程中外力所做的功，則
A．W１＝W２B．W２＝２W１
C．W１＝２W２D．W２＝４W１

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ處于同一水平面內(nèi)，相距L=0.5m，導(dǎo)軌的左端用R=3的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌上跨接一電阻r=1的金屬桿ab，質(zhì)量m=0.2kg，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，現(xiàn)對(duì)桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求：

（1）桿能達(dá)到的最大速度多大?
（2）若已知桿從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至最大速度的過(guò)程中，R上總共產(chǎn)生了10.2J的電熱，則此過(guò)程中金屬桿ab的位移多大?                                              
（3）接（2）問(wèn)，此過(guò)程中流過(guò)電阻R的電量？經(jīng)歷的時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，一正方形金屬線框位于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，線框的右邊緊貼著磁場(chǎng)邊界，t=O時(shí)刻對(duì)線框施加一水平向右的外力F，讓線框從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在t0時(shí)刻穿出磁場(chǎng)；圖乙為外力F隨時(shí)間變化的圖象，若線框質(zhì)量為m、電阻為R，圖象中的F0、t0也為已知量，由此可知  
A．線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v= F0t0/m
B．線框穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度v= 3F0t0/m.
C．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=
D．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，空間有一寬為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外.abcd是由均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L的正方形線框，總電阻為R.線框以垂直磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框ab、cd兩邊始終與磁場(chǎng)邊界平行.線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置x=0，x軸沿水平方向向右.求:
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，ab兩端的電勢(shì)差，并指明哪端電勢(shì)高；
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱；
(3)在下面的乙圖中，畫出ab兩端電勢(shì)差Uab隨距離變化的圖象.其中U0=BLv0.
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌、、位于同一水平面上，與、與相距均為=1m，導(dǎo)軌間橫跨一質(zhì)量為=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下�，F(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。試求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為多大？此時(shí)電壓表讀數(shù)為多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由靜止開(kāi)始做加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且經(jīng)歷=1s時(shí)間，燈泡中產(chǎn)生的熱量為12J，試求此過(guò)程中外力做了多少功？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一與磁場(chǎng)方向垂直長(zhǎng)度為L金屬桿aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c與磁場(chǎng)中以O為圓心的同心圓(都為部分圓弧)金屬軌道始終接觸良好.一電容為C的電容器接在軌道上,如圖所示,當(dāng)金屬桿在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)以O為軸,以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí):（   ）
A．Uac=2Ub0B．Uac=2Uab
C．電容器帶電量Q D．若在eO間連接一個(gè)電壓表,則電壓表示數(shù)為零

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，在相距L="0.5" m的兩條水平放置無(wú)限長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌上，放置兩根金屬棒ab和cd，兩棒的質(zhì)量均為m="0.1" kg，電阻均為R="3" Ω，整個(gè)裝置處于無(wú)限大、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="1" T，導(dǎo)軌電阻及摩擦力均不計(jì).從t=0時(shí)刻開(kāi)始，用一水平向右的恒力F作用于ab棒上，使ab棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t="4" s，回路達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)，此后回路中電流保持0.6 A不變.求第4 s時(shí)

(1)cd棒的加速度大小；
(2)ab棒與cd棒的速度之差；
(3)ab棒的速度大小.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形閉合線框，自某一高處自由下落，當(dāng)線框的下邊進(jìn)入水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，線框即作勻速運(yùn)動(dòng)。已知線框的質(zhì)量為m，電阻為R，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為B（不考慮空氣阻力）求：

1)當(dāng)線框下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框所受的磁場(chǎng)力F的大��；
2)當(dāng)線框下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流I的大�。�
3)線框開(kāi)始自由下落時(shí)，線框下邊離開(kāi)磁場(chǎng)的高度h．
 

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