如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導軌與水平面夾角θ，導軌間距，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直斜面向上。將甲乙兩電阻阻值相同、質(zhì)量均為m的相同金屬桿如圖放置在導軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距.靜止釋放兩金屬桿的同時，在甲金屬桿上施加一個沿著導軌的外力F，使甲金屬桿在運動過程中始終做沿導軌向下的勻加速直線運動，加速度大小.

(1)乙金屬桿剛進入磁場時，發(fā)現(xiàn)乙金屬桿作勻速運動，則甲乙的電阻R各為多少？
(2)）以剛釋放時t =0，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時間t的變化關(guān)系，并說明F的方向。
(3)乙金屬桿在磁場中運動時，乙金屬桿中的電功率多少？
(4)若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功。
（1）（2）
（3）（4）

試題分析：(1）由于甲乙加速度相同，當乙進入磁場時，甲剛出磁場：乙進入磁場時
受力平衡

2）甲在磁場用運動時，外力F始終等于安培力:

 ，F(xiàn)沿導軌向下
3）
4）乙進入磁場前勻加速運動中，甲乙發(fā)出相同熱量，設(shè)為Q1，
此過程中甲一直在磁場中，外力F始終等于安培力，則有
乙在磁場中運動發(fā)出熱量Q2，
Q2=Pt或利用動能定理
得
由于甲出磁場以后，外力F為零
得
點評：本題考查了電磁感應(yīng)定律，通過電流的導體要受到安培力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，最終其出物體的速度。本題是一道綜合程度較高的物理計算題。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻不計的平行光滑金屬導軌與水平面的夾角為θ，寬度為l，下端與阻值為R的電阻相連。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直穿過導軌平面，現(xiàn)使質(zhì)量為m的導體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導軌向上運動，滑行到最遠位置a′b′后又下滑。已知導體棒運動過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長，則
A．導體棒運動過程中的最大速度
B．R上的最大熱功率為
C．導體棒返回到ab位置前已經(jīng)達到下滑的最大速度
D．導體棒返回到ab位置時剛好達到下滑的最大速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩根相距L平行放置的光滑導電軌道，與水平面的夾角均為 ，軌道間有電阻R，處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向上的勻強磁場中，一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab，由靜止開始沿導電軌道下滑．設(shè)下滑中ab桿始終與軌道保持垂直，且接觸良好，導電軌道有足夠的長度，且電阻不計．求：

(1)ab桿將做什么運動 ？若開始時就給ab沿軌道向下的拉力F使其由靜止開始向下做加速度為a的勻加速運動 ()．求拉力F與時間t的關(guān)系式．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L，一阻值為R的定值電阻與理想電流表串聯(lián)接在兩導軌間，勻強磁場與導軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的導體棒在距磁場上邊界h處由靜止釋放．整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻．下列說法正確的是
A．導體棒進入磁場可能做勻速直線運動
B．導體棒進入磁場時加速度一定小于重力加速度g
C．流經(jīng)電流表的電流一定逐漸減小
D．若流經(jīng)電流表的電流逐漸增大，則電流的最大值與R無關(guān)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，相互垂直的導軌OM和ON水平固定放置，其電阻不計。粗細均勻的導體棒AB單位長度的電阻r0=0.2?/m，可在導軌上無摩擦地滑動。AB位于O點，且與OM和ON之間的夾角均為45º。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.5T。從t=0時刻起，AB以v=2m/s的速度平行于ON勻速向右運動。導體棒與導軌都足夠長。求（結(jié)果可用根號表示）

（1）5秒內(nèi)電路中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢
（2）4秒內(nèi)通過導體棒AB的電荷量
（3）10秒內(nèi)電路中產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

用均勻?qū)Ь�做成的正方形線圈邊長為l，正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，當磁場以的變化率增強時，則(　  　)
A．線圈中感應(yīng)電流方向為acbda
B．線圈中產(chǎn)生的電動勢
C．線圈中a點電勢高于b點電勢
D．線圈中a、b兩點間的電勢差為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，矩形線框abcd的ad和bc的中點M、N之間連接一電壓表，整個裝置處于勻強磁場中，磁場的方向與線框平面垂直，當線框向右勻速平動時，以下說法正確的是（      ）
A．穿過線框的磁通量不變化，MN間無感應(yīng)電動勢
B．MN這段導體做切割磁力線運動，MN間有電勢差
C．MN間有電勢差，電壓表有讀數(shù)
D．MN間有電勢差，電壓表無讀數(shù)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導線框ABCD、abcd的邊長均為l、總電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m,它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直豎直面向里的勻強磁場. 開始時ABCD的下邊與勻強磁場的上邊界重合，abcd的上邊到勻強磁場的下邊界的距離為l. 現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當ABCD剛?cè)窟M入磁場時，系統(tǒng)開始做勻速運動. 不計摩擦和空氣阻力，求：

（1）系統(tǒng)勻速運動的速度大小.
（2）兩線框從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱.
（3）線框abcd通過磁場的時間.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，一水平放置的平行導體框架寬度L="0.5" m，接有電阻R="0.2" Ω，磁感應(yīng)強度B="0.4" T的勻強磁場垂直導軌平面方向向下，僅有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動，框架及導體ab電阻不計，當ab以v="4" m/s的速度向右勻速滑動時。試求：

（1） 回路中感應(yīng)電動勢的大小
（2） 要維持ab向右勻速運動，作用在ab上的水平力大小
（3） 電阻R上產(chǎn)生的熱功率

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