题目内容

水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如左下图），金属杆与导轨的电阻忽略不计，均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如右下图.（取重力加速度g=10 m/s2）

（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？

（2）若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω，磁感应强度B为多大？

（1）变速运动（或变加速运动，加速度减小的加速运动，加速运动）

（2）1 T

解析：（1）金属杆运动后，回路中产生感应电流，金属杆受F和安培力的作用，且安培力随着速度增大而增大.杆受合外力减小，故加速度减小，速度增大，所以杆做加速度减小的加速运动.

（2）感应电动势E=vBL，感应电流I=

安培力F=IBL=

由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时合力为零.

F=v+f，所以v=（F-f）

由图象的截距可求得f=2 N

在图象上取一值数据（6，8）代入上式得B==1 T.

练习册系列答案
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如图甲所示，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=0.5m，一端通过导线与阻值为R=0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为B=1T的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的恒定拉力F，并每隔0.2s测量一次导体棒的速度，乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象．
求：（1）力F的大小；
（2）t=2s时导体棒的加速度；
（3）估算3.2s内电阻上产生的热量．
（2006?塘沽区模拟）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（如图），金属杆与导轨的电阻不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关系如下图．（取重力加速度g=9.8m/s2）

（1）金属杆在匀速运动之前做作什么运动？
（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，磁感应强度B为多大？
（3）由v-F图线的截距可求得什么物理量？其值为多少？
（2013?威海模拟）如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接．导轨上放一质量为m的金属杆，金属杆、导轨的电阻均忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如图乙所示．下列说法正确的是（　　）
（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．
如图1所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L=0.5m，一端通过导线与阻值为R为0.5Ω的电阻连接；导轨上放一质量为0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；均匀磁场竖直向下．用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v与F的关系如图2．则：（g=10m/s2）
（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？
（2）磁感应强度B为多大？
（3）金属杆与导轨间的滑动摩擦因数为多少？
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