题目内容

（18分）如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨、、位于同一水平面上，与、与相距均为=1m，导轨间横跨一质量为=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。试求：
（1）若施加的水平恒力F=8N，则金属棒达到稳定时速度为多大？
（2）若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为多大？此时电压表读数为多少？
（3）若施加的水平外力使棒MN由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，且经历=1s时间，灯泡中产生的热量为12J，试求此过程中外力做了多少功？
（1）6m/s
（2）5V
（3）20J
（1）设金属棒稳定时速度为v1，有
（1分）
 （1分）
（1分）
  （1分）      解得v1=6m/s（1分）
（2）由第一问得方程可得，当金属棒速度稳定时，有

解得：F′=2N（1分）
由P = F′v2="3W    " （1分）
设电压表的读数为U，则有
（1分）
 （1分）
   （1分）
 （1分）
解得U=5V（1分）
（3）设小灯泡和金属棒产生的热量分别为，，有
，解得（2分）
由功能关系得： （2分） 
（1分）
解得：（1分）
练习册系列答案
相关题目
（16分）如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个2Ω的电阻R，将一根质量m为0.4 kg的金属棒c d垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻r大小为0.5Ω，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动．当棒的速度达到1 m/s时，拉力的功率为0.4w，此刻t＝0开始计时并保持拉力的功率恒定，经一段时间金属棒达到稳定速度，在该段时间内电流通过电阻R做的功为1.2 J．试求：
（1）金属棒的稳定速度；
（2）金属棒从开始计时直至达到稳定速度所需的时间；
（3）在乙图中画出金属棒所受拉力F随时间t变化的大致图象；
（4）从开始计时直至达到稳定速度过程中，金属棒的最大加速度为多大？并证明流过金属棒的最大电量不会超过2.0C．
如图所示，两光滑平行导电导轨水平放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场与导轨所在平面垂直．已知金属棒ab能沿导轨自由移动，且导轨一端跨接一个定值电阻R，金属棒与导轨电阻均不计．现将金属棒沿导轨以初速度v0开始向右拉动，若保持拉力恒定不变，经过时间t1后金属棒速度变为v，加速度为a1，最终以速度2v做匀速运动．若再使金属棒仍以初速度v0开始，保持拉力的功率不变，经过时间t2后金属棒速度变为v，加速度为a2，最终以速度2v做匀速运动．则
A．t2＜t1．B．t2＝t1．
C．a2＝2a1．D．a2＝3a1．
Π型光滑金属导轨对水平地面倾斜固定，空间有垂直于导轨平面的磁场，将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置，如图9，金属杆ab从高度h1处释放后，到达高度为h2的位置（如图中虚线所示），其速度为v，在此过程中，设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为WG和WF，回路中产生的焦耳热为Q，那么以下关系式中正确的是
A．mv2 > mgh1一mgh2+WFB．mv2=WG+WF
C．mv2 + Q = WG+WFD．mv2+Q = WG
如图所示，电阻忽略不计的两根两平行光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为３Ω的电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始沿导轨向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场。（不计a、b之间的作用）求：
（1）在整个过程中，a棒和b棒分别克服安培力做了多少功？
（2）在b穿过磁场区域过程中，电阻R产生的电热；
（3）M点和N点距L1的高度分别为多少？
如图14所示,边长为L、电阻为R的正方形闭合线圈置于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向垂直.用力将线圈分别以v1、v2匀速拉出磁场,比较两个过程,以下说法正确的是(　　)
①若v1>v2,通过线圈导线横截面的电荷量q1>q2　②若v1<v2,拉力的冲量I1<I2　③若v1<v2,拉力的功率P1<P2　④若v1>v2,产生的热量Q1>Q2

图14
A．①③
B．②③?
C．②④
D．③④?
MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，如图所示(   )
A．若固定ab，使cd向右滑动，abcd回路有电流，电流方向由a到b到d到c
B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abcd回路有电流，电流方向由c到d到b到a
C．若ab向左、cd向右同时运动，则abcd回路电流为零
D．若ab、cd都向右运动，且两棒速度vcd＞vab，则abcd回路有电流，电流方向由c到d到b到a
如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键S．导体捧ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=1T．当导体棒由静止释放0.8s后，突然闭合电键S，不计空气阻力．设导轨足够长．

（1）试分析在电键S合上前、后，ab棒的运动情况。
（2）在ab棒的整外运动过程中，棒的最大速度和最终
速度的大小(g取10m/s2).
如图所示，两个固定倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内电阻可忽略的电源，电动势为E。一粗细均匀的金属棒电阻为R，质量为m。已知当地的重力加速度为g，金属棒水平放在导轨上且与导轨接触良好，欲使金属棒静止在导轨上不动，则以下说法正确的是   （   ）
A．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为
B．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为
C．所加匀强磁场磁感应强度的最小值为
D．所加匀强磁场磁感应强度的最小值为

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网