相距L＝1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（a）所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同。ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8Ω，導(dǎo)軌電阻不計。ab棒在方向豎直向上，大小按圖（b）所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放。
（1）求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大��；
（2）已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；
（3）判斷cd棒將做怎樣的運動，求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象。
解：（1）經(jīng)過時間t，金屬棒ab的速率
此時，回路中的感應(yīng)電流為
對金屬棒ab，由牛頓第二定律得
由以上各式整理得：
在圖線上取兩點：t1=0，F(xiàn)1=11N；t2=2s，F(xiàn)2=14.6N
代入上式得，B＝1.2T
（2）在2s末金屬棒ab的速率
所發(fā)生的位移
由動能定律得
又
聯(lián)立以上方程，解得
（3）cd棒先做加速度逐漸減小的加速運動，當cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運動，最后停止運動
當cd棒速度達到最大時，有
又，，，
整理解得
fcd隨時間變化的圖象如圖所示
 
練習(xí)冊系列答案
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相距L＝1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導(dǎo)軌電阻不計．a(chǎn)b棒在方向豎直向上，大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．

(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大��；

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

(3)求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象．

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科目：高中物理 來源：上海中學(xué)、復(fù)旦附中等八校2011屆高三聯(lián)合調(diào)研物理試題 題型：038

相距L＝1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同．a(chǎn)b棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導(dǎo)軌電阻不計．a(chǎn)b棒在方向豎直向上，大小按圖(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．

(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度大��；

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

(3)判斷cd棒將做怎樣的運動，求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象．

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科目：高中物理 來源：上海市寶山區(qū)2013年高考一模物理試題 題型：038

相距L＝1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量m2＝0.27 kg的金屬棒cd，均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖1所示，虛線上方磁場的方向垂直紙面向里，虛線下方磁場的方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導(dǎo)軌電阻不計．ab棒在方向豎直向上、大小按圖2所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．(g＝10 m/s2)

(1)求ab棒加速度的大小和磁感應(yīng)強度B的大��；

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做了26.8 J的功，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；

(3)求出cd棒達到最大速度所需的時間t0，并在圖3中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

相距L＝1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m1＝1 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m2＝0.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖9-3-10(a)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同．ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.75，兩棒總電阻為1.8 Ω，導(dǎo)軌電阻不計．ab棒在方向豎直向上，大小按圖9-3-10(b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時cd棒也由靜止釋放．

圖9-3-10

(1)求出磁感應(yīng)強度B的大小和ab棒加速度的大��；

(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱．

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