16．如圖示，平行且足夠長的兩條光滑金屬導(dǎo)軌，相距1.0m，與水平面夾角為30°，不計(jì)電阻，廣闊的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，垂直導(dǎo)軌放置兩金屬棒ab和cd，長度均為1.0m，電阻均為0.1Ω，質(zhì)量分別為0.1kg和0.4kg，兩金屬棒與金屬導(dǎo)軌接觸良好且可沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)．現(xiàn)ab棒在外力作用下，以恒定速度v=2m/s沿著導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，cd棒則由靜止釋放．試求：
（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；
（2）金屬棒cd的最終速度．（取g=10m/s2）

分析 （1）根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式求出金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢．
（2）金屬棒cd最終做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡求出安培力，從而得出電流的大小，結(jié)合歐姆定律求出電動(dòng)勢，抓住回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于二者切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢之和求出金屬棒cd的最終速度．

解答 解：（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv=0.4×1×2V=0.8V．
（2）最終cd棒處于平衡，有：m2gsinθ=FA=BIL，
解得電流I=$\frac{{m}_{2}gsinθ}{BL}=\frac{4×\frac{1}{2}}{0.4×1}A=5A$，
則感應(yīng)電動(dòng)勢E=I•2R=5×0.2V=1V，
由于金屬棒cd與ab切割方向相反，所以回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于二者切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢之和，即：E=BL v+BL v2，
代入數(shù)據(jù)解得v2=0.5m/s．
答：（1）金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為0.8V；
（2）金屬棒cd的最終速度為0.5m/s．

點(diǎn)評(píng) 考查法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，掌握受力平衡條件，安培力的表達(dá)式，注意回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢等于二者切割產(chǎn)生的電動(dòng)勢之和，這是解題的關(guān)鍵．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，磁敏電阻（GMR）的阻值隨所處空間磁場的增強(qiáng)而增大，隨所處空間磁場的減弱而變小，如圖所示電路中GMR為一個(gè)磁敏電阻，R和R2為滑動(dòng)變阻器，R1和R3為定值電阻，當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．則（　�。�
A．只調(diào)節(jié)電阻R2，當(dāng)P2向下端移動(dòng)時(shí)，電阻R1消耗的電功率不變
B．只調(diào)節(jié)電阻R2，當(dāng)P2向下端移動(dòng)時(shí)，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)
C．只調(diào)節(jié)電阻R，當(dāng)P1向右端移動(dòng)時(shí)，電阻R1消耗的電功率變小
D．只調(diào)節(jié)電阻R，當(dāng)P1向右端移動(dòng)時(shí)，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，汽車以速度v勻速向左行駛，當(dāng)汽車到達(dá)圖示位置時(shí)，繩子與水平方向的夾角是θ，此時(shí)物體M的上升速度大小為（　　）
A．vsinθB．vcosθC．$\frac{v}{cosθ}$D．$\frac{v}{sinθ}$

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

4．平行板間有豎直向下的勻強(qiáng)電場，從電場左邊界的中點(diǎn)O沿水平方向射入一帶正電的粒子（不計(jì)其重力），其初速度為v0，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，以與水平方向成30°角從電場有邊界上P點(diǎn)射出電場進(jìn)入由等邊三角形GFH圍成的無場區(qū)域，然后再進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直限免向里．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)剛好經(jīng)過H點(diǎn)．已知平行板的長度為l=$\frac{\sqrt{3}}{2}$d，等邊三角形區(qū)域邊長與板間距均為d，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q．
（1）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小E和粒子在電場中的偏移量y；
（2）求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；
（2）粒子再次返回平行板間區(qū)域時(shí)，立即將電場變?yōu)榉聪颍ù笮〔蛔儯┝Ｗ訉?huì)返回出發(fā)O點(diǎn)，則粒子從開始射入電場到再次返回到O點(diǎn)所用時(shí)間為多長？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．如圖所示，CDE是固定在絕緣水平面上的光滑金屬導(dǎo)軌，CD=DE=L=2.5m，∠CDE=74°，CD和DE單位長度的電阻均為r=1Ω/m，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T、豎直向上的勻強(qiáng)磁場中．MN是絕緣水平面上的一根足夠長的金屬桿，其單位長度的電阻也為r=1Ω/m．現(xiàn)MN在向右的水平拉力作用下以速度v=2m/s在CDE上勻速滑行．MN在滑行的過程中始終與CDE接觸良好，并且與C、E所確定的直線平行（sin37°=0.6，cos37°=0.8）．試求：
（1）MN滑行到C、E兩點(diǎn)時(shí)，C、E兩點(diǎn)電勢差的大��；
（2）MN在CDE上滑動(dòng)過程中，回路中的感應(yīng)電流；
（3）MN在CDE上整個(gè)滑行的過程中，MN和CDE構(gòu)成的回路所產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

1．光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=2m，兩導(dǎo)軌間距d=0.5m，軌道平面與水平面的夾角θ=30°，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.6Ω的電阻，軌道所在空間有垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，如圖所示．有一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=0.4Ω的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端，其余部分電阻不計(jì)．已知棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到最底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q1=0.6J，取g=10m/s2，試求：
（1）當(dāng)棒的速度v=2m/s時(shí)，電阻R兩端的電勢差Uab；
（2）棒下滑到軌道最底端時(shí)速度v的大��；
（3）棒下滑到軌道最底端時(shí)加速度a的大小．
（4）整個(gè)過程流過R的電量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

8．如果一根長度為1米的直導(dǎo)線在B=0.6T的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠使一個(gè)標(biāo)有“6V，8W”的小燈泡正常發(fā)光，那么導(dǎo)線在磁場中的運(yùn)動(dòng)速度最小必須是10m/s．（直導(dǎo)線電阻不計(jì)）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為l=1m，左側(cè)接一阻值為R=0.5Ω的電阻．在MN與PQ之間存在垂直軌道平面的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，磁場寬度d=1m．一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和金屬棒的電阻．金屬棒ab受水平力F作用，從磁場的左邊界MN處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在F作用過程，通過電壓傳感器測繪出電阻R兩端電壓U隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示．某時(shí)刻撤去外力F，棒運(yùn)動(dòng)到PQ處時(shí)恰好靜止．問：

（1）金屬棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大？力F作用過程金屬棒做何種運(yùn)動(dòng)？
（2）金屬棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程通過電阻R的電荷量q是多少？
（3）外力F作用的時(shí)間為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．質(zhì)量為m=1kg的物體以初速度12m/s豎直向上拋出，做直線運(yùn)動(dòng)，以豎直向上為正方向，物體的速度-時(shí)間圖象如圖所示，已知g=10m/s2．則（　�。�
A．物體在0～2s內(nèi)通過的位移為10m
B．物體受到的空氣阻力為2N
C．落回拋出點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率為80W
D．2s內(nèi)機(jī)械能損失24J

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