题目内容
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同，ab、cd两棒的电阻均为r=0.9Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始，沿导轨匀加速运动，g取10m/s2．（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向？cd棒受到的安培力方向？
（2）求出ab棒加速度大小和磁感应强度B的大小？
（3）从t1=0到t2=2s，金属棒ab的机械能变化了多少？
分析：（1）根据右手定则判断ab棒中电流方向，由左手定则判断cd棒受到的安培力．
（2）由图象读出t1=0时刻的拉力，由牛顿定律求出加速度a．由图读出t2=2s时的拉力，由牛顿定律、欧姆定律求B．
（3）从t1=0到t2=2s，ab棒重力势能增大，动能增大，可求出金属棒ab的机械能变化．
（2）由图象读出t1=0时刻的拉力，由牛顿定律求出加速度a．由图读出t2=2s时的拉力，由牛顿定律、欧姆定律求B．
（3）从t1=0到t2=2s，ab棒重力势能增大，动能增大，可求出金属棒ab的机械能变化．
解答：解：（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向从b流向a．
cd棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里．
（2）设ab棒加速度大小为a，当t1=0时，F1=11N，则
F1-mg=ma
解得a=1m/s2
当t2=2s时，F2=14.6N，设ab棒速度大小为v，其中电流为I，则
F2-mg-BIL=ma
v=at2
BLv=2I r
解得B=1.2T
（3）从t1=0到t2=2s，ab棒通过的距离为h，则h=
a
设金属棒ab的机械能变化为△E，则
△E=mgh+
m
解得△E=22J
cd棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里．
（2）设ab棒加速度大小为a，当t1=0时，F1=11N，则
F1-mg=ma
解得a=1m/s2
当t2=2s时，F2=14.6N，设ab棒速度大小为v，其中电流为I，则
F2-mg-BIL=ma
v=at2
BLv=2I r
解得B=1.2T
（3）从t1=0到t2=2s，ab棒通过的距离为h，则h=
| 1 |
| 2 |
| t | 2 2 |
设金属棒ab的机械能变化为△E，则
△E=mgh+
| 1 |
| 2 |
| υ | 2 |
解得△E=22J
点评：本题除了考查右手定则、左手定则、感应电动势等知识外，还考查识别、理解速度图象的能力，挖掘隐含其中的信息．
练习册系列答案
相关题目
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图1所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同．ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75，两棒总电阻为1.8Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上，大小按图2所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨向上匀加速运动，同时cd棒也由静止释放．（g=10m/S2）
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的金属棒ab通过棒两端的金属套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在导轨上，如图 （a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同．ab棒光滑，ab棒的电阻为R1=1Ω，cd棒的电阻为R2=0.8Ω，导轨及金属套环的接触电阻均忽略不计．ab棒在方向竖直向上、大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，从静止开始沿导轨匀加速运动（ab棒始终保持水平方向）．（g=10m/s2 ）