如圖甲，相距為L=1m的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在垂直導軌平面的勻強磁場中，OO’為磁場右邊界，磁感應強度為B=2T，導軌右側(cè)接有定值電阻R=4，導軌電阻忽略不計。在距OO’為L=1m處垂直導軌放置一質(zhì)量為m=1kg、電阻不計的金屬桿ab。
若ab桿在水平向右的恒力F作用下由靜止開始向右運動，其速度－位移的關系圖象如圖乙所示(圖中坐標值均為已知量)，求
（1）恒力F大小是多少？
（2）在此過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？
（3）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？
解:（1）ab桿在位移L到3L的過程中，由動能定理
　　　　　　　　　F(3L－L)＝　　(2分)
解得="3N              " (2分)
（2）ab桿在磁場中運動L過程中，恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產(chǎn)生的電能
　　　　　　　　　FL＝　　　　　(2分)
解得　　=1J　　　　　(1分)
(3) ab桿在離開磁場前瞬間，水平方向上受安培力F安和外力F作用，加速度a，
　　　(1分)　　　　　
      (1分)
      (1分)
得                
　　　　　　　　                  (1分)
解得　　　　　=1m/s2　　　
略
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，在一個光滑金屬框架上垂直放置一根長l=0.4m的金屬棒ab，其電阻r=0.1Ω．框架左端的電阻R=0.4Ω．垂直框面的勻強磁場的磁感強度B=0.1T．當用外力使棒ab以速度v=5m／s右移時，ab棒中產(chǎn)生的感應電動勢E="____V," 通過ab棒的電流I="____A," ab棒兩端的電勢差Uab="____V," 在電阻R上消耗的功率PR____W, 在ab棒上消耗的發(fā)熱功率PR=____，切割運動中產(chǎn)生的電功率P=____．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌MN、PQ平行放置，導軌平面與水平面的夾角為θ，導軌的下端接有電阻。當導軌所在空間沒有磁場時，使導體棒ab以平行導軌平面的初速度v0沖上導軌平面，ab上升的最大高度為H;當導軌所在空間存在方向與導軌平面垂直的勻強磁場時，再次使ab以相同的初速度從同一位置沖上導軌平面，ab上升的最大高度為h。兩次運動中導體棒ab始終與兩導軌垂直且接觸良好。關于上述情景，下列說法中
正確的是   （   ）
A．兩次上升的最大高度比較，有H=h
B．兩次上升的最大高度比較，有H<h
C．無磁場時，導軌下端的電阻中有電熱產(chǎn)生
D．有磁場時，導軌下端的電阻中有電熱產(chǎn)生

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如下圖所示，MN、PQ是相互交叉成60°角的光滑金屬導軌，O是它們的交點且接觸良好。兩導軌處在同一水平面內(nèi)，并置于有理想邊界的勻強磁場中（圖中經(jīng)過O點的虛線即為磁場的左邊界）。質(zhì)量為m的導體棒ab與導軌始終保持良好接觸，并在絕緣彈簧S的作用下從距離O點L0處沿導軌以速度v0向左勻速運動。磁感應強度大小為B，方向如圖。當導體棒運動到O點時，彈簧恰好處于原長，導軌和導體棒單位長度的電阻均為r。求：
小題1:導體棒ab第一次經(jīng)過O點前，通過它的電流大��；
小題2:導體棒ab第一次經(jīng)過O點前，通過它的電量；
小題3:從導體棒第一次經(jīng)過O點開始直到它靜止的過程中，導體棒ab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

如圖1所示，當導線棒MN在外力作用下沿導軌向右運動時，流過R的電流方向是
A．由B→A
B．由A→B
C．電流周期性發(fā)生改變
D．無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某同學在學習了法拉第電磁感應定律之后，自己制作了一個手動手電筒，如圖是手電筒的簡單結(jié)構示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動，線圈兩端接一燈泡，晃動手電筒時線圈也來回勻速滑動，燈泡就會發(fā)光，其中O點是兩磁極連線的中點，a、b兩點關于O點對稱，則下列說法中正確的是(   　)
A．線圈經(jīng)過O點時穿過的磁通量最小
B．線圈經(jīng)過O點時受到的磁場力最大
C．線圈沿不同方向經(jīng)過b點時所受的磁場力方向相反
D．線圈沿同一方向經(jīng)過a、b兩點時其中的電流方向相同

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

緊靠在一起的線圈A與B如圖甲所示,當給線圈A通以圖乙所示的電流（規(guī)定由a進入b流出為電流正方向）時,則線圈B兩端的電壓變化應為下圖中的

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在同一鐵心上繞著兩個線圈，單刀雙擲開關原來接在1位置，現(xiàn)在它從1打向2，試判斷此過程中，通過R的電流方向是（   ）
A．先由P到Q，再由Q到PB．先由Q到P，再由P到Q
C．始終是由Q到PD．始終是由P到Q

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖（甲）所示，邊長為L=2．5m、質(zhì)量m=0．50kg的正方形絕緣金屬線框，平放在光滑的水平桌面上，磁感應強度B=0．80T的勻強磁場方向豎直向上，金屬線框的一邊ab與磁場的邊界MN重合．在力F作用下金屬線框由靜止開始向左運動，在5．0s內(nèi)從磁場中拉出．測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖（乙）所示．已知金屆線框的總電阻為震=4．0Ω．
小題1:試判斷金屬線框從磁場中拉出的過程中，線框中的感應電流方向；
小題2:t=2．0s時，金屬線框的速度和金屬線框受的拉力F；
小題3:已知在5．0s內(nèi)力F做功1．92J，那么，金屬框從磁場拉出過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少。

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