（15分）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＝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，整個裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。t＝0時，用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使棒以加速度a＝0.2 m/s2做勻加速運(yùn)動，外力F與時間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，保持F不再變化，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動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，求這段時間內(nèi)電阻R消耗的電能。

（15分）

解：由圖（乙）知

（1）3分。    ，

考慮

由牛頓第二定律得：

（2）3分。    棒做勻加速運(yùn)動，

所以，解得：

（3）9分。    F變?yōu)楹懔�，金屬棒做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動，經(jīng)過3秒鐘，速度達(dá)到最大，此后金屬棒做勻速運(yùn)動。

時，，

將代入，求出變加速運(yùn)動的起始時間為：

該時刻金屬棒的速度為：；

這段時間內(nèi)電阻R消耗的電能：

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，整個裝置處于垂直軌道平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．t=0時，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，外力F與時間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，保持F不再變化，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動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．整個裝置處于磁感應(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)動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，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，整個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，測得力F與時間t的關(guān)系如圖（乙）所示，試求：

（1）桿運(yùn)動的加速度a．
（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（3）導(dǎo)體桿運(yùn)動到第20s時，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，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，整個裝置處于磁感應(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)動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，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．整個裝置處于磁感應(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)動的位移s間的關(guān)系如圖（乙）所示，當(dāng)拉力達(dá)到最大時，導(dǎo)體桿開始做勻速運(yùn)動，當(dāng)位移s=2.5m時撤去拉力，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)動情況；
（2）導(dǎo)體桿運(yùn)動過程中的最大速度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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