如圖所示，寬度L=0.2m、足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在位于豎直平面內(nèi)的絕緣板上，導(dǎo)軌所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場，磁場方向跟導(dǎo)軌所在平面垂直．一根導(dǎo)體棒MN兩端套在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌接觸良好，且可自由滑動，導(dǎo)體棒的電阻值R=l.5Ω，其他電阻均可忽略不計．電源電動勢E=3.0V，內(nèi)阻可忽略不計，取重力加速度g=10m/s2．當(dāng)S1閉合，S2斷開時，導(dǎo)體棒恰好靜止不動．
（1）求S1閉合，S2斷開時，導(dǎo)體棒所受安培力的大��；
（2）將S1斷開，S2閉合，使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動，求當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度a=5.0m/s2時，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小；
（3）將S1斷開，S2閉合，使導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動，求導(dǎo)體棒運(yùn)動的最大速度的大�。�
（1）0．20N（2）E1=1．5V（3）30m/s

試題分析：（1）當(dāng)S1閉合，S2斷開時，
導(dǎo)體棒靜止，通過導(dǎo)體棒的電流
A
此時導(dǎo)體棒所受安培力 F1=BI1L=0．20N
（2）當(dāng)S1閉合，S2斷開時，導(dǎo)體棒靜止，
有G=F1=0．20N
設(shè)S1斷開，S2閉合的情況下，導(dǎo)體棒加速度a=5．0m/s2時，其所受安培力為F2，速度為v1，通過導(dǎo)體棒的電流為I2，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1。
根據(jù)牛頓第二定律有G－F2=ma，解得F2=0．10N
由F2=BI2L，解得I2=1．0A
根據(jù)歐姆定律有E1= I2R，解得E1=1．5V
（3）將S1斷開，S2閉合，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)導(dǎo)體棒所受重力與安培力平衡時，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大，設(shè)最大速度為vm。
所以有，解得m/s
點(diǎn)評：做此類型題目的關(guān)鍵是安培力，安培力是連接電磁學(xué)和牛頓第二定律的橋梁
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（10分） 如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L＝1.0 m，與水平面之間的夾角α＝30°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R＝2.0Ω的電阻，其它電阻不計，質(zhì)量m＝2.0 kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，用變力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab， 若金屬桿ab以恒定加速度a＝2 m/s2， 由靜止開始做勻變速運(yùn)動，則：（g="10" m/s2）

(1) 在5 s內(nèi)平均感應(yīng)電動勢是多少？
(2) 第5 s末，回路中的電流多大？
(3) 第5 s末，作用在ab桿上的外力F多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，導(dǎo)體框架的平行導(dǎo)軌間距d＝1m，框架平面與水平面夾角＝30°，勻強(qiáng)磁場方向垂直框架平面向上，且B＝0.2T，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝0.2kg，R=0.1，水平跨在導(dǎo)軌上，且可無摩擦滑動（g取10m/s2）求：

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑時，ab棒上的電熱功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，它們之間的距離L="0.2m," 金屬棒ab可沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌左端所接的電阻R=1,其他電阻不計，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B="0.5T," ab在外力作用下以V=5m/s的速度向右勻速滑動，求

（1）流過金屬棒ab的電流的大小和方向；
（2）金屬棒所受拉力 F 的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef處于豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中.金屬桿ab與金屬框架接觸良好.此時abed構(gòu)成一個邊長為l的正方形，金屬桿的電阻為r，其余部分電阻不計.

⑴若從t=0時刻起，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加，每秒鐘增量為k，施加一水平拉力保持金屬桿靜止不動，求金屬桿中的感應(yīng)電流.
⑵在情況⑴中金屬桿始終保持不動，當(dāng)t= t1秒末時，求水平拉力的大小.
⑶若從t=0時刻起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)金屬桿在框架上以恒定速度v向右做勻速運(yùn)動時，可使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時間t的函數(shù)關(guān)系式.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為L=0.5m。在導(dǎo)軌的一端分別接有阻值均為0.6Ω的電阻R1、R2，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計，金屬直桿以一定的初速度v0=4m/s進(jìn)入磁場，同時受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=2m處速度達(dá)到穩(wěn)定。

求：
（1）金屬直桿達(dá)到的穩(wěn)定速度v1是多大？
（2）從金屬桿進(jìn)入磁場到金屬直桿達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中，電阻R1上產(chǎn)生的熱量是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，MN、PQ為兩條平行放置的金屬導(dǎo)軌，左端接有定值電阻R，金屬棒AB斜放在兩導(dǎo)軌之間，與導(dǎo)軌接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，設(shè)金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸點(diǎn)之間的距離為l，金屬棒與導(dǎo)軌間夾角為60°，以速度v水平向右勻速運(yùn)動，不計導(dǎo)軌和棒的電阻，則流過金屬棒中的電流為(　 　)
A．I＝　　　　　　B．I＝
C．I＝D．I＝

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖（甲）所示的滑輪，它可以繞垂直于紙面的光滑固定水平軸O轉(zhuǎn)動。輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一重物，另一端系一質(zhì)量為m的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端，將質(zhì)量為M的重物由靜止釋放，重物最終能勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，已知重力加速度為g，忽略所有摩擦。

（1）重物勻速下降的速度v的大小是多少？
（2）對一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，重物的質(zhì)量M取不同的值，測出相應(yīng)的重物做勻速運(yùn)動時的速度，可得出v-M實(shí)驗(yàn)圖線。圖（乙）中畫出了磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2時的兩條實(shí)驗(yàn)圖線，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計算B1和B2的比值。
（3）若M從靜止到勻速的過程中一共下降的高度為h，求這一過程中R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

兩金屬桿ab、cd的長度均為L，質(zhì)量均為m，電阻均為R。用兩根長為2L的柔軟導(dǎo)線連接后放在光滑的水平桌面上，導(dǎo)線的電阻與質(zhì)量不計。為ad、bc的中線。在的左側(cè)空間有垂直于桌面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。位于桌子邊緣的金屬桿Cd受到輕微擾動就會落下桌面，當(dāng)曲運(yùn)動至時，cd桿的加速度為零，此時Cd桿尚未著地。

求：（1）ab桿的最大速度；
（2）ah桿從靜止運(yùn)動到00的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

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