固定于水平桌面上的無(wú)限長(zhǎng)且光滑的金屬軌道MN、PQ（電阻不計(jì)），處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的金屬棒ab以水平初速度V0在軌道上向右運(yùn)動(dòng)（如圖）。另有n根質(zhì)量相同，編號(hào)為1、2….n的金屬棒放置在軌道旁邊。已知磁感強(qiáng)度為B，MN、PQ相距為L(zhǎng)，ab棒電阻為r，編號(hào)為1、2….n的金屬棒電阻均為R。現(xiàn)把編號(hào)為1的棒無(wú)初速輕放于軌道上，當(dāng)棒1達(dá)到最大速度時(shí)，又把編號(hào)為2的棒無(wú)初速輕放于軌道上，當(dāng)棒2達(dá)到最大速度時(shí)，又把編號(hào)為3的棒無(wú)初速輕放于軌道上……，直到編號(hào)為n的棒無(wú)初速輕放于軌道上而達(dá)到最大速度。
（1）編號(hào)為1的棒剛放上去時(shí)，ab棒兩端的電壓及棒1受到的安培力？
（2）編號(hào)為1的棒運(yùn)動(dòng)的最大速度？編號(hào)為1的棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大過(guò)程中流過(guò)ab棒的電荷量？
（3）編號(hào)為K的棒放上去后獲得的最大動(dòng)能與從開(kāi)始放棒1到棒K有最大速度過(guò)程中系統(tǒng)的發(fā)熱量之比？
解：（1）編號(hào)為1的棒剛放上去時(shí)
E=BLV0 ①
I= ②
ab棒兩端電壓 ③
棒1受到的安培力 ④
由①-④：
，安培力方向水平向右
（2）棒1與ab棒有共同速度時(shí)，棒1速度最大，設(shè)最大速度為V1，ab及棒1組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒
mV0 =（m+m）V1 ⑤
由⑤得V1 = V0 /2
ab棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受安培力作用，狀態(tài)發(fā)生改變，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間△t棒1速度達(dá)到最大，此過(guò)程中通過(guò)ab棒的電量為q
-BL△t =mV1－mV0 ⑥
q=△t ⑦
由⑥-⑦： ⑧
（3）設(shè)編號(hào)為K的棒放上去后達(dá)到的最大速度為VK，ab及1…K號(hào)棒組成系統(tǒng)動(dòng)量守恒
mV0 =（m+Km）VK ⑨
棒K具有的最大動(dòng)能EK=  ⑩
設(shè)從開(kāi)始放棒1到棒K有最大速度過(guò)程中系統(tǒng)的發(fā)熱量為Q
Q= ⑾
由⑨-⑩：
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無(wú)摩擦滑動(dòng)．此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì)．開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0．
（1）若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B0不變，欲使ab在水平外力F作用下向右以v0勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小、方向如何？
（2）若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量為k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流大小和方向．
（3）在上述（2）的情況下，棒始終保持靜止，當(dāng)t=t1時(shí)，垂直于棒的水平拉力為多大？
（4）若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間變化？（寫(xiě)出B與t的關(guān)系式）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，固定于水平桌面上的金屬導(dǎo)軌abcd足夠長(zhǎng)，金屬棒ef擱在導(dǎo)軌上，可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，此時(shí)bcfe構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形．金屬棒的電阻為r，其余部分的電阻不計(jì)．在t=0的時(shí)刻，導(dǎo)軌間加一豎直向下的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示．為使金屬棒ef在0-t1保持靜止，在金屬棒ef上施加一水平拉力F，從t1時(shí)刻起保持此時(shí)的水平拉力F不變，金屬棒ef在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)了s后剛好達(dá)到最大速度，求：
（1）在t=
t12
時(shí)刻該水平拉力F的大小和方向；
（2）金屬棒ef在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的最大速度；
（3）從t=0開(kāi)始到金屬棒ef達(dá)到最大速度的過(guò)程中，金屬棒ef中產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2009?江蘇模擬）如圖（A）所示，固定于水平桌面上的金屬架cdef，處在一豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度的大小為B0，金屬棒ab擱在框架上，可無(wú)摩擦地滑動(dòng)，此時(shí)adeb構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形，金屬棒的電阻為r，其余部分的電阻不計(jì)．從t=0的時(shí)刻起，磁場(chǎng)開(kāi)始均勻增加，磁感強(qiáng)度變化率的大小為k（k=
△B
△t
）．求：

（1）用垂直于金屬棒的水平拉力F使金屬棒保持靜止，寫(xiě)出F的大小隨時(shí)間 t變化的關(guān)系式．
（2）如果豎直向下的磁場(chǎng)是非均勻增大的（即k不是常數(shù)），金屬棒以速度v0向什么方向勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，寫(xiě)出該磁感強(qiáng)度Bt隨時(shí)間t變化的關(guān)系式．
（3）如果非均勻變化磁場(chǎng)在0-t1時(shí)間內(nèi)的方向豎直向下，在t1-t2時(shí)間內(nèi)的方向豎直向上，若t=0時(shí)刻和t1時(shí)刻磁感強(qiáng)度的大小均為B0，且adeb的面積均為l2．當(dāng)金屬棒按圖（B）中的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，為使金屬棒中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，請(qǐng)?jiān)趫D（C）中示意地畫(huà)出變化的磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度Bt隨時(shí)間變化的圖象（t1-t0=t2-t1＜
l
v
）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)固定于水平桌面上的無(wú)限長(zhǎng)且光滑的金屬軌道MN、PQ（電阻不計(jì)），處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m的金屬棒ab以水平初速度V0在軌道上向右運(yùn)動(dòng)（如圖）．另有n根質(zhì)量相同，編號(hào)為1、2…．n的金屬棒放置在軌道旁邊．已知磁感強(qiáng)度為B，MN、PQ相距為L(zhǎng)，ab棒電阻為r，編號(hào)為1、2…．n的金屬棒電阻均為R．現(xiàn)把編號(hào)為1的棒無(wú)初速輕放于軌道上，當(dāng)棒1達(dá)到最大速度時(shí)，又把編號(hào)為2的棒無(wú)初速輕放于軌道上，當(dāng)棒2達(dá)到最大速度時(shí)，又把編號(hào)為3的棒無(wú)初速輕放于軌道上…，直到編號(hào)為n的棒無(wú)初速輕放于軌道上而達(dá)到最大速度．
（1）編號(hào)為1的棒剛放上去時(shí)，ab棒兩端的電壓及棒1受到的安培力？
（2）編號(hào)為1的棒運(yùn)動(dòng)的最大速度？編號(hào)為1的棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大過(guò)程中流過(guò)ab棒的電荷量？
（3）編號(hào)為K的棒放上去后獲得的最大動(dòng)能與從開(kāi)始放棒1到棒K有最大速度過(guò)程中系統(tǒng)的發(fā)熱量之比？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖1-4-1所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒ab擱在框架上，可無(wú)摩擦滑動(dòng).此時(shí)abed構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形，棒的電阻為r，其余部分電阻不計(jì).開(kāi)始時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.

圖1-4-1

(1)若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒增加量為k，同時(shí)保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流；

(2)在上述(1)情況下，始終保持棒靜止，當(dāng)t=t1時(shí)需加的垂直于棒的水平拉力為多大？

(3)若從t=0時(shí)刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度怎樣隨時(shí)間變化（寫(xiě)出B與t的關(guān)系式）？

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