（16分）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L＝0.20m，電阻R＝10 W，有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直軌道面向下的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

   

（1）桿運(yùn)動(dòng)的加速度a。

（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

（3）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)到第20s時(shí)，電阻R的電功率。

（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導(dǎo)體棒以該加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，在不斷開電路也不撤去磁場的情況下，你對該裝置能提出什么合理的改進(jìn)措施，請做簡要說明。

解析：

（1）t=0時(shí)，v=0，F=ma，得a＝1m/s2 。

（2）由，得，B＝5T。

（3）v＝a t＝20 m/s，P＝（F拉－ ma ）v，代入數(shù)據(jù)得：P＝40W。

（4）根據(jù)F － ＝ma，可以讓導(dǎo)軌間距逐漸增大，L∝，或者加隨距離變化的磁場B∝。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（甲）所示，一對足夠長平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)=0.5m，左側(cè)接一阻值為R=1?的電阻；有一金屬棒靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．t=0時(shí)，用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使棒以加速度a=0.2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，外力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖（乙）所示．

（1）求金屬棒的質(zhì)量m
（2）求磁感強(qiáng)度B
（3）當(dāng)力F達(dá)到某一值時(shí)，保持F不再變化，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)3秒鐘，速度達(dá)到1.6m/s且不再變化，測得在這3秒內(nèi)金屬棒的位移s=4.7m，求這段時(shí)間內(nèi)電阻R消耗的電能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?泰州模擬）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移s=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s'后停下，在滑行s'的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q；
（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度vm；
（3）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?上海模擬）如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=10Ω，有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿平放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運(yùn)動(dòng)的加速度a．
（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（3）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)到第20s時(shí)，電阻R的電功率．
（4）若改為恒定拉力作用，但仍要導(dǎo)體棒以該加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，你對該裝置能提出什么合理的改進(jìn)措施，請做簡要說明．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距l(xiāng)=1m，兩軌道之間用R=2Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，桿及軌道的電阻均可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移s=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了s′=2m停下，求：
（1）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度；
（2）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖（甲）所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L=1m，兩軌道之間用R=3Ω的電阻連接，一質(zhì)量m=0.5kg的導(dǎo)體桿與兩軌道垂直，靜止放在軌道上，軌道的電阻可忽略不計(jì)．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上，現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿，拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí)，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位移s=2.5m時(shí)撤去拉力，導(dǎo)體桿又滑行了一段距離s′后停止．已知在拉力F作用過程中，通過電阻R上電量q為1.25C．在滑行s′的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J．求：
（1）請定性說明導(dǎo)體桿在滑行s′的過程中運(yùn)動(dòng)情況；
（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度vm；
（3）拉力F的最大值Fm；
（4）拉力F作用過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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