如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距L=0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質(zhì)量m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時間圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計.

(1) 求R的阻值.

(2) 當棒的位移為100m時，其速度已經(jīng)達到了最大速度10m/s，求在此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量.

 

【答案】

（1）（2）20J

【解析】

試題分析：(1)（5分）在0時刻棒受到拉力F和摩擦力f的作用,加速度等于直線AO的斜率.

據(jù)牛頓第二定律      由圖知 

由以上兩式得 

當棒達到最大速度v時,電動勢為E,電流為I,棒受到的安培力為F安,則

                

此時棒處在平衡狀態(tài)   由以上公式得  

（2）（5分）電阻R上產(chǎn)生的熱量等于過程中導體棒克服安培力所的功W

由動能定理   帶入數(shù)據(jù)得  

則：此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量為20J

考點：導體切割磁感線運動

點評：在解題中要注意分析過程，通過愛力分析找出力和運動的關系；再分析各力的做功情況，可利用能量守恒或功能關系求解．

 

練習冊系列答案
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一個矩形金屬框MNPQ置于xOy平面內(nèi)，平行于x軸的邊NP的長為d，如圖(a)所示．空間存在磁場，該磁場的方向垂直于金屬框平面，磁感應強度B沿x軸方向按圖(b)所示正弦規(guī)律分布，x坐標相同各點的磁感應強度相同．當金屬框以大小為v的速度沿x軸正方向勻速運動時，下列判斷正確的是

A．

若d＝l，則線框中始終沒有感應電流

B．

若d＝l/2，則當線框的MN邊位于x＝l處時，線框中的感應電流最大

C．

若d＝l/2，則當線框的MN邊位于x＝l/4處時，線框受到的安培力的合力最大

D．

若d＝3l/2，則線框中感應電流周期性變化的周期為l/v

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如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強磁場，MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距L=0.2m，R是連在導軌一端的電阻，ab是跨接在導軌上質(zhì)量m=0.1kg的導體棒。從零時刻開始，對ab施加一個大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，過程中棒始終保持與導軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時間圖像，其中AO是圖像在O點的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計.

(1) 求R的阻值.
(2) 當棒的位移為100m時，其速度已經(jīng)達到了最大速度10m/s，求在此過程中電阻上產(chǎn)生的熱量.

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[     ]
A.
B.
C.
D.

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