如圖11－4所示，豎直平面內(nèi)有足夠長的金屬導軌，軌距0.2m，金屬導體ab可在導軌上無摩擦地上下滑動，ab的電阻為0.4Ω，導軌電阻不計，導軌ab的質(zhì)量為0.2g，垂直紙面向里的勻強磁場的磁應強度為0.2T，且磁場區(qū)域足夠大，當ab導體自由下落0.4s時，突然接通電鍵K，則：（1）試說出K接通后，ab導體的運動情況。（2）ab導體勻速下落的速度是多少？（g取10m/s2）

（1）ab做豎直向下的加速度逐漸減小的變減速運動。當速度減小至F安=mg時，ab做豎直向下的勻速運動。


解析:

錯解：

　�。�1）K閉合后，ab受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用。合力豎直向下，ab仍處于豎直向下的加速運動狀態(tài)。隨著向下速度的增大，安培力增大，ab受豎直向下的合力減小，直至減為0時，ab處于勻速豎直下落狀態(tài)。

　　（2）略。

　　上述對（l）的解法是受平常做題時總有安培力小于重力的影響，沒有對初速度和加速度之間的關系做認真的分析。不善于采用定量計算的方法分析問題。

　　【正確解答】

　�。�1）閉合K之前導體自由下落的末速度為v0=gt=4（m/s）

　　K閉合瞬間，導體產(chǎn)生感應電動勢，回路中產(chǎn)生感應電流。ab立即受到一個豎直向上的安培力。

　　

　　此刻導體棒所受到合力的方向豎直向上，與初速度方向相反，加速

　　所以，ab做豎直向下的加速度逐漸減小的變減速運動。當速度減小至F安=mg時，ab做豎直向下的勻速運動。

　　

　　【小結(jié)】

　　本題的最大的特點是電磁學知識與力學知識相結(jié)合。這類的綜合題本質(zhì)上是一道力學題，只不過在受力上多了一個感應電流受到的安培力。分析問題的基本思路還是力學解題的那些規(guī)矩。在運用牛頓第二定律與運動學結(jié)合解題時，分析加速度與初速度的關系是解題的最關鍵的第一步。因為加速度與初速度的關系決定了物體的運動。 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“測定玻璃的折射率”的實驗中，選用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃磚，用“插針法”測定某種玻璃的折射率．實驗步驟如下：
a．將木板水平放置，把一張白紙用圖釘固定在木板上；
b．在白紙上畫出一條直線aa’作為入射界面，過aa’上的一點O畫出界面的法線NN’，并畫一條線段AO作為入射光線；
c．把矩形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa’對齊，畫出玻璃磚的另一邊bb’；
d．在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像．再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，
使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像
使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像
，記下P3、P4的位置．
e．移去大頭針和玻璃磚，做出出射光線，標出入射角α、折射角β．
①請將步驟d補充完整．
②小明同學按上述步驟進行了實驗，記錄下5組數(shù)據(jù)，并計算出不同入射角時玻璃的折射率，如下表所示．
組別
項目		 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組
入射角α 25° 35° 45° 50° 75°
折射角β 16° 22.5° 28° 32° 42°
sinα 0.423 0.574 0.707 0.766 0.966
sin β 0.276 0.383 0.469 0.530 0.669
折射率n 1.533 1.499 1.506 1.446 1.443
但其中有一組數(shù)據(jù)是不真實的，李老師給出了該玻璃磚的折射率為n=1.521，arcsin(
1
1.521
)=0.717（弧度）=41.081°．根據(jù)老師給出的數(shù)據(jù)可以判斷，小明同學記錄的數(shù)據(jù)中，不真實的是第
5
5
組．
③趙亮同學在找到入射光線和折射光線以后，以入射點O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點，與OOˊ交于D點，過C、D兩點分別向NNˊ作垂線，交NNˊ于Cˊ、Dˊ，所以折射率n=
CC′
DD′
CC′
DD′
．（用圖示中的線段表示）
（2）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，提供的器材除螺旋測微器、米尺、開關和若干導線外，還有：
待測粗細均勻的金屬絲Rx （阻值約為10Ω）
直流電流表：A1（量程100mA，內(nèi)阻為2Ω）
A2（量程400mA，內(nèi)阻約為0.3Ω）
直流電壓表：V1（量程4V，內(nèi)阻約為3kΩ）
V2（量程15V，內(nèi)阻約為12kΩ）
滑動變阻器：R （阻值范圍0～10Ω）
電源：E （電動勢為3V，內(nèi)阻約為0.04Ω）
①實驗時，用螺旋測微器在金屬絲三個不同的位置測直徑，某次測量的情況如圖所示，其讀數(shù)為
0.900
0.900
mm．
②某同學選擇如圖（甲）所示的電路圖測該金屬絲的電阻，為了調(diào)節(jié)方便，測量準確，實驗中應選用電流表
A2
A2
，電壓表
V1
V1
．（填器材的符號）
③選擇了正確的器材后，請你根據(jù)電路圖（甲），用筆畫線代替導線，在實物圖（乙）上連線．
④若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，導線的長度為L，直徑為d，用上述測得的物理量計算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖11-1-6所示，一塊涂有碳黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運動，一個裝有水平振針的振動頻率為5 Hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得OA＝1 cm，OB＝4 cm，OC＝9 cm.求拉力F的大小（g＝10 m/s2）.

圖11-1-6

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖11－9所示，豎直平面內(nèi)有足夠長的金屬導軌，軌距0.2m，金屬導體ab可在導軌上無摩擦地上下滑動，ab的電阻為0.4Ω，導軌電阻不計，導軌ab的質(zhì)量為0.2g，垂直紙面向里的勻強磁場的磁應強度為0.2T，且磁場區(qū)域足夠大，當ab導體自由下落0.4s時，突然接通電鍵K，則：（1）試說出K接通后，ab導體的運動情況。（2）ab導體勻速下落的速度是多少？（g取10m／s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖11-1-6所示，一塊涂有碳黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運動，一個裝有水平振針的振動頻率為5 Hz的固定電動音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得OA＝1 cm，OB＝4 cm，OC＝9 cm.求拉力F的大�。╣＝10 m/s2）.

圖11-1-6

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