18．（16分）水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬d =2m，導軌的左端接有R=0.3Ω的電阻，導軌上放一阻值為R0 =0.1Ω，m=0.1kg的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平輕線通過定滑輪連接處于水平地面上質(zhì)量M=0.3 kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，，此時重物上方的連線剛剛被拉直．從t=0開始，磁場以=0.1 T/s均勻增加，取g=10m/s2．求：

（1）經(jīng)過多長時間t物體才被拉離地面．

   （2）在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱Q．

 

18．（16分）參考解答：

（1）由法拉第電磁感應定律可求出回路感應電動勢

E=                            ①（2分）

由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流

I＝                                   ②（2分）

在t時磁感應強度為

B′＝（B＋?t）                             ③（2分）

此時安培力為

                                  ④（2分）

物體被拉動的臨界條件為

=Mg                                        ⑤（2分）

由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù)得

t=20 s                                         ⑥（2分）

所以經(jīng)過t=20 s物體能被拉動.

（2）在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱

Q = I2R t                                       ⑦（2分）

由②⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得

Q =1.5 J                                       ⑧（2分）

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?盧灣區(qū)模擬）辯析題水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬1m，導軌的左端接有R=0.4Ω的電阻，導軌上放一阻值為R0=0.1Ω的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，l=1m，此時物體在地面上且連線剛好被拉直，若磁場以
△B
△t
=0.1T/s增加，請問：經(jīng)過一段時間物體是否能被拉動？若不能，請說明理由；若能，請求出經(jīng)過多長時間物體才被拉動．
以下為某同學的解答：
因為穿過回路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，ab受到向左的安培力作用．當安培力大于或等于被吊物體的重力時，重物才能被拉動．
回路產(chǎn)生的感應電動勢為：E=
△Φ
△t
=S?
△B
△t

ab受到向左的安培力為：F安=BIL=
BLE
R0+R
，代入相關(guān)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)安培力為恒力且F安＜Mg，因此該同學得出的結(jié)論是：所以無論經(jīng)過多長時間，物體都不能被拉動．
請問，該同學的結(jié)論是否正確？若正確，求出有關(guān)數(shù)據(jù)，若不正確，請指出錯誤所在并求出正確結(jié)果．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬d=2m，導軌的左端接有R=0.3Ω的電阻，導軌上放一阻值為R0=0.1Ω，m=0.1kg的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平輕線通過定滑輪連接處于水平地面上質(zhì)量M=0.3kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，l=1m，此時重物上方的連線剛剛被拉直．從t=0開始，磁場以
△B△t
=0.1T/s均勻增加，取g=10m/s2．求：
（1）經(jīng)過多長時間t物體才被拉離地面．
（2）在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱Q．

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科目：高中物理 來源：2009年廣東省潮州市高考物理三模試卷（解析版） 題型：解答題

水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬d=2m，導軌的左端接有R=0.3Ω的電阻，導軌上放一阻值為R=0.1Ω，m=0.1kg的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平輕線通過定滑輪連接處于水平地面上質(zhì)量M=0.3kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，l=1m，此時重物上方的連線剛剛被拉直．從t=0開始，磁場以=0.1T/s均勻增加，取g=10m/s2．求：
（1）經(jīng)過多長時間t物體才被拉離地面．
（2）在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱Q．

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科目：高中物理 來源：2008-2009學年上海市盧灣區(qū)高三（上）質(zhì)量調(diào)查物理試卷（解析版） 題型：解答題

辯析題水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬1m，導軌的左端接有R=0.4Ω的電阻，導軌上放一阻值為R=0.1Ω的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平線通過定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，l=1m，此時物體在地面上且連線剛好被拉直，若磁場以=0.1T/s增加，請問：經(jīng)過一段時間物體是否能被拉動？若不能，請說明理由；若能，請求出經(jīng)過多長時間物體才被拉動．
以下為某同學的解答：
因為穿過回路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流，ab受到向左的安培力作用．當安培力大于或等于被吊物體的重力時，重物才能被拉動．
回路產(chǎn)生的感應電動勢為：
ab受到向左的安培力為：，代入相關(guān)數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)安培力為恒力且F安＜Mg，因此該同學得出的結(jié)論是：所以無論經(jīng)過多長時間，物體都不能被拉動．
請問，該同學的結(jié)論是否正確？若正確，求出有關(guān)數(shù)據(jù)，若不正確，請指出錯誤所在并求出正確結(jié)果．

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科目：高中物理 來源：2009年廣東省汕頭市高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

水平面內(nèi)固定一U形光滑金屬導軌，軌道寬d=2m，導軌的左端接有R=0.3Ω的電阻，導軌上放一阻值為R=0.1Ω，m=0.1kg的導體棒ab，其余電阻不計，導體棒ab用水平輕線通過定滑輪連接處于水平地面上質(zhì)量M=0.3kg的重物，空間有豎直向上的勻強磁場，如圖所示．已知t=0時，B=1T，l=1m，此時重物上方的連線剛剛被拉直．從t=0開始，磁場以=0.1T/s均勻增加，取g=10m/s2．求：
（1）經(jīng)過多長時間t物體才被拉離地面．
（2）在此時間t內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱Q．

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