如圖所示, 金屬導(dǎo)軌是由傾斜和水平兩部分圓滑相接而成, 傾斜部分與水平夾角q =37°，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。abcd矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，bc =" ad" =" s" =" 0.20" m。導(dǎo)軌上端擱有垂直于導(dǎo)軌的兩根相同金屬桿P1、P2，且P1位于ab與P2的中間位置，兩桿電阻均為R，它們與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)m =" 0.30," P1桿離水平軌道的高度h =" 0.60m," 現(xiàn)使桿P2不動，讓P1桿靜止起滑下，桿進(jìn)入磁場時恰能做勻速運(yùn)動，最后P1桿停在AA¢位置。

求：
(1)P1桿在水平軌道上滑動的距離x；
(2)P1桿停止后，再釋放P2桿，為使P2桿進(jìn)入磁場時也做勻速運(yùn)動，事先要把磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小調(diào)為原來的多少倍？
(3)若將磁感應(yīng)強(qiáng)度B調(diào)為原來3倍，再釋放P2，問P2桿是否有可能與P1桿不碰撞? 為什么？
（1）0.96m（2）0.84倍（3）發(fā)生碰撞

試題分析：(1) 設(shè)桿的質(zhì)量為m, 則桿進(jìn)入磁場時受到的安培力
F = mgsinq -m mgcosq                     （2分）
對P1桿運(yùn)動的全過程，根據(jù)動能定理：
    （4分）
解得:    （3分）
(2) 設(shè)桿長為l、進(jìn)入磁場時速度為v, 桿進(jìn)入磁場能做勻速運(yùn)動，滿足:
B I l = mgsinq -m mg cosq       
得：    可見B與成反比.  （4分）
設(shè)桿下滑加速度為a, 由題意P1、P2桿到ab的距離可記為L、2L，則
                     （2分）
可得磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)后B2與調(diào)前B1之比
=0.84 所以應(yīng)調(diào)到原來的0.84倍   （3分）
(3) P2桿必與P1桿發(fā)生碰撞.                        （2分）
因?yàn)榇藯l件下, P2桿進(jìn)入磁場后做加速度變小的減速運(yùn)動, 它離開磁場時的速度必大于P1桿離開磁場時的速度.                  （2分）
點(diǎn)評：在分析中要注意物體運(yùn)動狀態(tài)（加速、勻速或平衡）由牛頓第二定律可得出對應(yīng)的表達(dá)式，從而聯(lián)立求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，固定在水平面上電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖規(guī)律變化。CF長為2m。在t=0時，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動到EF位置，整個過程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω，求：

①通過小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖：在豎直面內(nèi)有兩條平行光滑的金屬導(dǎo)軌上接有阻值為R的定值電阻,導(dǎo)軌寬為L。質(zhì)量為m的金屬桿與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好。整個裝置置于水平方向的勻強(qiáng)磁場中。不計(jì)導(dǎo)軌和桿的電阻。求: ①求金屬桿下落的最大速度; ②金屬桿由靜止開始下落，經(jīng)過時間t下落了h，求t時刻桿的速度。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖(a)所示,一個由導(dǎo)體制成的矩形線圈,以恒定速度v運(yùn)動,從無場區(qū)域進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后出來.若取逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较?那么在(b)圖中所示的圖像中,能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的是圖（　 ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角為，在其上放置一矩形金屬線框，的邊長，的邊長，線框的質(zhì)量，電阻，線框通過細(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行且靠近。重物質(zhì)量，離地面的高度為。斜面上區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直于斜面向上，已知AB到的距離為，到的距離為，到CD的距離為，取�，F(xiàn)讓線框從靜止開始運(yùn)動（開始時刻與AB邊重合），發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，求：
（1）efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（2）線框在通過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q
（3）通過計(jì)算分析畫出線框從開始運(yùn)動到ab邊與CD邊重合過程中線框的圖象

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以轉(zhuǎn)動的銅盤（不計(jì)各種摩擦），現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動．下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋正確的是：
A．銅盤中沒有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
B．銅盤中有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動下去
C．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將很快停下
D．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將越轉(zhuǎn)越快

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在勻強(qiáng)磁場中有兩根平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩根可沿導(dǎo)軌平動的導(dǎo)體棒ab、cd,如圖所示,兩根導(dǎo)體棒勻速移動的速率分別為v1和v2,則下列情況可以使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)。
A．a(chǎn)b、cd均向右運(yùn)動,且v1=v2
B．a(chǎn)b、cd均向右運(yùn)動,且v1>v2
C．a(chǎn)b、cd均向左運(yùn)動,且v1>v2
D．a(chǎn)b向右運(yùn)動,cd向左運(yùn)動,且v1=v2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平方向的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域高度為d，三個寬度均為d的由相同導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框豎直置于磁場的上方，它們的底邊處在同一高度，線框的高度hA＝d/2，hB＝d，hC＝3d/2。當(dāng)導(dǎo)線框A、B、C由靜止開始釋放后，在經(jīng)過勻強(qiáng)磁場的過程中線框受到的磁場力始終小于線框的重力，則（    ）

A.剛進(jìn)入磁場時三個導(dǎo)線框的速度相同     
B.線框進(jìn)入磁場d/2后，導(dǎo)線框C的加速度最大 
C.通過磁場過程中無感應(yīng)電流的時間導(dǎo)線框A最長   
D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場后，位移小于d/2以前，經(jīng)相等位移時導(dǎo)線框C的速度最大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

正方形導(dǎo)體框處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直框平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增加，變化率為k。導(dǎo)體框質(zhì)量為m、邊長為L，總電阻為R，在恒定外力F作用下由靜止開始運(yùn)動。導(dǎo)體框在磁場中的加速度大小為____________；導(dǎo)體框中感應(yīng)電流做功的功率為____________。

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