（14分）兩根相距為的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力（大小未知）作用下以一定的速度沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿正好以速度向下勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為。試求：

（1）桿ab中電流的方向和桿ab速度的大�。�

（2）回路電阻消耗的電功率；

（3）拉力的大小。

 

【答案】

（1）電流由 ，   （2）   （3）

【解析】

試題分析：(1)由右手定則可判斷其中的電流方向?yàn)椋?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013121523490041251029/SYS201312152349264997276308_DA.files/image001.png">

cd棒勻速運(yùn)動(dòng)有：，即回路中電流的大�。�

又：

則ab的速度大小為：

（2）回路電阻消耗的電功率

（3）對(duì)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)有：

考點(diǎn)：本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、歐姆定律、平衡條件。

 

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：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩根相距為d足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，左端接有阻值為R的電阻．在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的磁場，金屬棒質(zhì)量為m，電阻為r，與金屬導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好．開始時(shí)，金屬棒位于x=0處，現(xiàn)給金屬棒一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度，金屬棒沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，金屬導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．問：
（1）金屬棒滑行過程中安培力對(duì)金屬棒做的功和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）若導(dǎo)軌間的磁場是勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x1；
（3）若導(dǎo)軌間的磁場是非勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸正方向增加，且大小滿足B2=kx，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x2．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿ab與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．a(chǎn)b桿在平行于水平導(dǎo)軌的恒力F作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)cd桿也從靜止開始下滑．
（1）求桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中的最終速度V；
（2）當(dāng)桿ab以速度V勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿cd也正好向下勻速運(yùn)動(dòng)，試證明桿cd與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)μ′和桿ab的速度V的關(guān)系為μ′=
2RmgB2L2v
；
（3）若桿ab從開始運(yùn)動(dòng)至最大速度時(shí)，向右運(yùn)動(dòng)的距離為a米，桿cd向下滑動(dòng)了b米，則這個(gè)過程中通過桿ab的電荷量為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?海淀區(qū)一模）如圖所示，兩根相距為d足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面的xoy平面內(nèi)，一端接有阻值為R的電阻．在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電阻為r的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直放置并接觸良好，金屬桿可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)．開始時(shí)，金屬直桿位于x=0處，給金屬桿一大小為v0、方向沿x軸正方向的初速度．在運(yùn)動(dòng)過程中有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a、方向沿x軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動(dòng)．金屬軌道電阻忽略不計(jì)．
（1）該回路中存在感應(yīng)電流的時(shí)間多長？
（2）當(dāng)金屬桿的速度大小為v0/2時(shí)，回路中的電流有多大？
（3）若金屬桿質(zhì)量為m，試推導(dǎo)出外力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系．

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科目：高中物理 來源：2008-2009學(xué)年江蘇省南通市通州區(qū)高三（下）第七次調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，兩根相距為d足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOy平面內(nèi)，導(dǎo)軌與x軸平行，左端接有阻值為R的電阻．在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的磁場，金屬棒質(zhì)量為m，電阻為r，與金屬導(dǎo)軌垂直放置，且接觸良好．開始時(shí)，金屬棒位于x=0處，現(xiàn)給金屬棒一大小為v、方向沿x軸正方向的初速度，金屬棒沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，金屬導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．問：
（1）金屬棒滑行過程中安培力對(duì)金屬棒做的功和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）若導(dǎo)軌間的磁場是勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x1；
（3）若導(dǎo)軌間的磁場是非勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿x軸正方向增加，且大小滿足B2=kx，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時(shí)的坐標(biāo)x2．

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科目：高中物理 來源：2005年北京市海淀區(qū)高考物理一模反饋試卷（解析版） 題型：解答題

如圖所示，兩根相距為d足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面的xoy平面內(nèi)，一端接有阻值為R的電阻．在x＞0的一側(cè)存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電阻為r的金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直放置并接觸良好，金屬桿可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)．開始時(shí)，金屬直桿位于x=0處，給金屬桿一大小為v、方向沿x軸正方向的初速度．在運(yùn)動(dòng)過程中有一大小可調(diào)節(jié)的外力F作用在金屬桿上，使金屬桿保持大小為a、方向沿x軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動(dòng)．金屬軌道電阻忽略不計(jì)．
（1）該回路中存在感應(yīng)電流的時(shí)間多長？
（2）當(dāng)金屬桿的速度大小為v/2時(shí)，回路中的電流有多大？
（3）若金屬桿質(zhì)量為m，試推導(dǎo)出外力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系．

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