【2012? 北京市西城區(qū)期末】如圖所示，光滑金屬直軌道MN和PQ固定在同一水平面內(nèi)，MN、PQ平行且足夠長，兩軌道間的寬度L＝0.50m。軌道左端接一阻值R=0.50Ω的電阻。軌道處于磁感應強度大小B＝0.40T，方向豎直向下的勻強磁場中。質量m=0.50kg的導體棒ab垂直于軌道放置。在沿著軌道方向向右的力F作用下，導體棒由靜止開始運動，導體棒與軌道始終接觸良好并且相互垂直。不計軌道和導體棒的電阻，不計空氣阻力。

（1）若力F的大小保持不變，且F=1.0N。求
a．導體棒能達到的最大速度大小vm；
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，導體棒的加速度大小a。
（2）若力F的大小是變化的，在力F作用下導體棒做初速度為零的勻加速直線運動，加速度大小a=2.0m/s2。從力F作用于導體棒的瞬間開始計時，經(jīng)過時間t=2.0s，求力F的沖量大小I。
(1)    (2)   
1）a．導體棒達到最大速度vm時受力平衡　
       此時，   
解得：　  
b．導體棒的速度v=5.0m/s時，感應電動勢  
導體棒上通過的感應電流   
導體棒受到的安培力 
根據(jù)牛頓第二定律，解得：  
（2）t=2s時，金屬棒的速度  
此時，導體棒所受的安培力   
時間t=2s內(nèi)，導體棒所受的安培力隨時間線性變化，
所以，時間t=2s內(nèi)，安培力的沖量大小  
對導體棒，根據(jù)動量定理
   
所以，力F的沖量
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，正方形線框abcd放在光滑絕緣的水平面上，其邊長L＝0.5m、質量m＝0.5kg、電阻R＝0.5Ω，M、N分別為線框ad、bc邊的中點．圖示兩個虛線區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和向上的勻強磁場，磁感應強度均為B＝1T，PQ為其分界線．線框從圖示位置以速度v0＝2m/s勻速向右滑動，當MN與PQ重合時，線框的速度v1＝1m/s，此時立刻對線框施加一沿運動方向的水平拉力，使線框勻速運動直至完全進入右側勻強磁場區(qū)域．求：

（1）線框由圖示位置運動到MN與PQ重合的過程中磁通量的變化量；
（2）線框運動過程中最大加速度的大��；
（3）線框在圖示位置起直至完全進入右側勻強磁場區(qū)域運動過程中，線框中產(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

（8分）相距為L的兩光滑平行導軌與水平面成θ角放置．上端連接一阻值為R的電阻，其他電阻不計。整個裝置處在方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B．質量為m，電阻為r的導體棒ab，垂直導軌放在導軌上，如圖所示。由靜止釋放導體棒ab，求：

（1）導體棒ab可達的最大速度vm；
（2）導體棒ab的速度為v=vm/3時的加速度a；
（3）回路產(chǎn)生的最大電功率Pm。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，相距為d的兩水平虛線p1、p2表示方向垂直紙面向里的勻強磁場中的上下邊界，磁場的磁感應強度為B，正方形abcd的邊長為L（L<d）、質量為m、電阻為R，線框處在磁場正上方，ab邊與虛線p1相距h.線框由靜止釋放，下落過程中線框平面始終在豎直平面內(nèi)，線框的ab邊剛進入磁場時的速度和ab邊剛離開磁場時的速度相同.在線框從進入到全部穿過磁場的過程中，下列說法正確的是(      )
A．線框克服安培力所做的功為2mgd
B．線框克服安培力所做的功為mgd
C．線框的最小速度一定為
D．線框的最小速度一定為

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

質量為M，電阻為R的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abb´a´。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設勻強磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計。可認為方框的aa´邊和bb´邊都處在磁極間，極間磁感應強度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計空氣阻力）

（1）求方框下落的最大速度vm（設磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）；
（2）當方框下落的加速度為g/2時，求方框的發(fā)熱功率P；
（3）已知方框下落的時間為t時，下落的高度為h，其速度為vt（vt<vm）。求此過程中方框中產(chǎn)生的熱量。（根據(jù)能量守恒定律）
（4）若在同一時間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達式。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(10分)如圖所示，質量為m的單匝正方形線圈，其邊長為L，在距底邊2L的勻強磁場上方由靜止開始自由下落，設線圈下落過程中線框平面始終位于紙面內(nèi)且底邊保持水平，當線框的底邊剛進入磁場區(qū)域時，恰能在勻強磁場中做勻速運動。若磁場的磁感應強度為B，求：
（1）線圈的電阻多大？
（2）線圈進入磁場的過程中單位時間內(nèi)有多少機械能轉化為電能？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖（a）所示，在光滑水平面上用恒力F拉質量1kg的單匝均勻正方形銅線框，在1位置以速度v0＝2m/s進入勻強磁場時開始計時t＝0，此時線框中感應電動勢0.8V，在t＝3s時刻線框到達2位置開始離開勻強磁場。此過程中v-t圖象如圖（b）所示，那么恒力F的大小為_______ N，線框完全離開磁場的瞬間位置3速度為________ m/s。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

(11分)如圖11所示，兩根電阻忽略不計的平行光滑金屬導軌ab、cd置于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，兩導軌間的距離L=0.6m。電阻R=2Ω，金屬桿MN阻值r=1Ω，當用外力F拉著金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速滑動，速度v=10m/s，產(chǎn)生的感應電動勢為3V。求：
（1）磁場的磁感應強度B為多少？
（2）導體桿MN所受的拉力多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，相距為L的足夠長光滑平行金屬導軌水平放置，處于磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場中。導軌一端連接一阻值為R的電阻，導軌本身的電阻不計，一質量為m，電阻為r的金屬棒ab橫跨在導軌上，如圖所示。現(xiàn)對金屬棒施一恒力F，使其從靜止開始運動。求：

（1）運動中金屬棒的最大速度為多大？
（2）金屬棒的速度為最大速度的四分之一時,
①求ab金屬棒的加速度
②求安培力對ab金屬棒做功的功率

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