题目内容
（2008?滨州一模）水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值R的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属杆（见图甲），导轨的电阻忽略不计，匀强磁场方向竖直向下，用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，金属杆从静止开始运动，电压表的读数发生变化，但最终将会保持某一数值U恒定不变；当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时，电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变，U与F的关系如图乙．若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，金属杆的电阻r=0.5Ω．（重力加速度g=10m/s2）求：（1）磁感应强度B；
（2）当F=2.5N时，金属杆最终匀速运动的速度；
（3）在上述（2）情况中，当金属杆匀速运动时，撤去拉力F，此后电阻R上总共产生的热量．
分析：（1）随着速度的增加，回路中的感应电流增大，安培力增大，金属杆的加速度减小，最终匀速时，安培力等于外力F，因此根据物理关系式写出U与F的函数关系式，然后依据有关数学知识即可求解．
（2）当F=2.5N时，由图象可得U=2.5V，然后由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律即可求解；
（3）当棒撤去拉力后，金属杆做减速运动，最终静止．由能量转化守恒定律即可求出电阻上产生的热量．
（2）当F=2.5N时，由图象可得U=2.5V，然后由闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律即可求解；
（3）当棒撤去拉力后，金属杆做减速运动，最终静止．由能量转化守恒定律即可求出电阻上产生的热量．
解答：解：（1）由部分电路欧姆定律I=
①
金属杆所受安培力F安=BIL②
由于金属杆匀速运动F安=F③
从U-F图象中取一点F=8N U=8V④
由①②③④式解得B=1T
（2）当F=2.5N时，由图象可得U=2.5V⑤
据闭合电路欧姆定律得E=U+
r⑥
金属杆产生的感应电动势
E=BLv ⑦
由⑤⑥⑦式解得：v=10m/s
（3）撤去拉力后，金属杆做减速运动，最终静止．
由能量转化守恒定律知电路中产生总的热量Q=
mv2⑧
电阻R产生的总热量QR=
?Q⑨
由⑧⑨式解得QR=12.5J
答：（1）磁感应强度B=1T；
（2）当F=2.5N时，金属杆最终匀速运动的速度是10m/s；
（3）撤去拉力F后电阻R上总共产生的热量是12.5J．
| U |
| R |
金属杆所受安培力F安=BIL②
由于金属杆匀速运动F安=F③
从U-F图象中取一点F=8N U=8V④
由①②③④式解得B=1T
（2）当F=2.5N时，由图象可得U=2.5V⑤
据闭合电路欧姆定律得E=U+
| U |
| R |
金属杆产生的感应电动势
E=BLv ⑦
由⑤⑥⑦式解得：v=10m/s
（3）撤去拉力后，金属杆做减速运动，最终静止．
由能量转化守恒定律知电路中产生总的热量Q=
| 1 |
| 2 |
电阻R产生的总热量QR=
| R |
| R+r |
由⑧⑨式解得QR=12.5J
答：（1）磁感应强度B=1T；
（2）当F=2.5N时，金属杆最终匀速运动的速度是10m/s；
（3）撤去拉力F后电阻R上总共产生的热量是12.5J．
点评：考查根据图象寻找有价值的信息，并结合法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律综合求解．
练习册系列答案
相关题目
（2008?滨州一模）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．重力加速度g=10m/s2．求：
（2008?滨州一模）如图两个等量异种电荷的连线和中垂线有a、b、c三点，现将一个带负电的检验电荷从a移到b再移到c点，下述说法正确的是（ ）
（2008?滨州一模）蹦床比赛中运动员从最高点下落过程可简化为下述物理模型．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由释放，压上弹簧后继续向下运动的过程中．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立坐标轴ox，则小球的速度平方随坐标x的变化图象如图所示，其中OA段为直线，ABC是平滑的曲线，AB段与OA相切于A点，关于A、B、C各点对应的位置坐标xA、xB、xC，及加速度aA、aB、aC的判断正确的是（ ）
（2008?滨州一模）某同学测绘标有“3V 1.5W”小灯泡的电功率随电压变化的图象，要使小灯泡两端电压从0V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：