（20分）如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌相距L = lm，金屬導(dǎo)軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37°，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．金屬棒MN和PQ的質(zhì)量均為m=0.2kg，電阻分別為RMN =1Ω和RPQ = 2Ω ．MN置于水平導(dǎo)軌上，與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，PQ置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上，兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．從t=0時(shí)刻起，MN棒在水平外力F1的作用下由靜止開始以a =1m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，PQ則在平行于斜面方向的力F2作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)．t=3s時(shí)，PQ棒消耗的電功率為8W，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，MN始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)．求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）t=0～3 s時(shí)間內(nèi)通過MN棒的電荷量；

（3）求 t =6s時(shí)F2的大小和方向；

（4）若改變F1的作用規(guī)律，使MN棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移s滿足關(guān)系：，PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上．求MN棒從靜止開始到s=5m的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量．

 

【答案】

（1）B = 2T；（2）q = 3C；（3）F2=-5.2N（負(fù)號(hào)說明力的方向沿斜面向下）（4）

【解析】

試題分析：

（1）???????? …………………. （1分）

? ??????????????? …………………. （1分）

? ?????????? …………………. （1分）

???????????????? …………………. （1分）

代入數(shù)據(jù)得：B = 2T?????????????? …………………. （1分）

（2） …………………. （1分）

…………………. （2分）

代入數(shù)據(jù)可得: q = 3C…………………. （1分）

（3） …………………. （1分）

…………………. （1分）

…………………. （1分）

…………………. （1分）

規(guī)定沿斜面向上為正方向，對(duì)PQ進(jìn)行受力分析可得:

代入數(shù)據(jù)：F2=-5.2N? （負(fù)號(hào)說明力的方向沿斜面向下）…………………. （1分）

（4）MN棒做變加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)s=5m時(shí)，???

因?yàn)樗俣?/span>v與位移s成正比，所以電流I、安培力也與位移s成正比，

安培力做功W安=-??? …………………. （3分）

?

考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律，功能關(guān)系，閉合電路歐姆定律

 

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，兩條平行的長(zhǎng)直金屬細(xì)導(dǎo)軌KL、PQ固定于同一水平面內(nèi)，它們之間的距離為l，電阻可忽略不計(jì)；ab和cd是兩根質(zhì)量皆為m的金屬細(xì)桿，桿與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌良好接觸，并可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)．兩桿的電阻皆為R．桿cd的中點(diǎn)系一輕繩，繩的另一端繞過輕的定滑輪懸掛一質(zhì)量為M的物體，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)，滑輪與桿cd之間的輕繩處于水平伸直狀態(tài)并與導(dǎo)軌平行．導(dǎo)軌和金屬細(xì)桿都處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．現(xiàn)兩桿及懸物都從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab桿及cd桿的速度分別達(dá)到v1和v2時(shí)，兩桿加速度的大小各為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為α，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T，與導(dǎo)軌上端相連的電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，內(nèi)阻r=0.4Ω，水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=1.5Ω，兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好，且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)，與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω，電路中其它電阻不計(jì)．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時(shí)，導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài)，求：
（1）磁場(chǎng)的方向；
（2）S與1接通時(shí)，導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率；
（3）當(dāng)開關(guān)S與2接通后，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中，單位時(shí)間（1s）內(nèi)掃過的最大面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條平行的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成α=53°角，導(dǎo)軌間距離L=0.8m．其上端接一電源和一固定電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，其內(nèi)阻及導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)．固定電阻R=4.5Ω．導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直且水平，其質(zhì)量m=3×10-2kg，電阻不計(jì)．整個(gè)裝置處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．（g=10m/s2  sin53°=0.8  cos53°=0.6 ）
（1）將ab棒由靜止釋放，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的速度，求此時(shí)電路中的電流．
（2）求ab穩(wěn)定時(shí)的速度．
（3）求ab棒以穩(wěn)定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中產(chǎn)生的焦耳熱功率PQ及ab棒重力的功率PG．
從計(jì)算結(jié)果看兩者大小關(guān)系是怎樣的？請(qǐng)解釋為什么有這樣的關(guān)系？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?福州模擬）如圖所示，兩條平行的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成α=37°角，導(dǎo)軌間距離L=0.6m，其上端接一電容和一固定電阻，電容C=10μF，固定電阻R=4.5Ω．導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直且水平，其質(zhì)量m=3×10-2kg，電阻r=0.5Ω．整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，取g=10m/s2，sin37°=0.8，cos37°=0.6．現(xiàn)將ab棒由靜止釋放，當(dāng)它下滑的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求：
（1）此時(shí)通過ab棒的電流；
（2）ab棒的速度大��；
（3）電容C與a端相連的極板所帶的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩條平行的光滑水平導(dǎo)軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2kg、電阻為2Ω的導(dǎo)體桿ab，導(dǎo)軌間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．已知R1=3Ω，R2=6Ω，電壓表的量程為0～10V，電流表的量程為0～3A（導(dǎo)軌的電阻不計(jì)）．求：
（1）將R調(diào)到30Ω時(shí)，用垂直于桿ab的力F=40N，使桿ab沿著導(dǎo)軌向右移動(dòng)且達(dá)到最大速度時(shí)，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿ab的速度多大？
（2）將R調(diào)到3Ω時(shí)，欲使桿ab運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？
（3）在第（1）小題的條件下，當(dāng)桿ab運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)突然撤去拉力，則電阻R1上還能產(chǎn)生多少熱量？

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