题目内容

如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计。两根导轨光滑且足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α。两个金属棒ab和的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好，两个金属棒离最低点都足够远。空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。下列判断正确的是（     ）
A．让固定不动，将ab释放，则ab的加速度将逐渐增大
B．让固定不动，将ab释放，则ab的最大速度是
C．如果将ab与同时释放，两棒达到最大速度时的总电动势比只释放一个棒达到最大速度时的电动势大
D．如果将ab与同时释放，两棒达到的最大速度是只释放一个棒时最大速度的2倍
B
略
练习册系列答案
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如图所示，相距为L的足够长光滑平行金属导轨水平放置，处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。导轨一端连接一阻值为R的电阻，导轨本身的电阻不计，一质量为m，电阻为r的金属棒ab横跨在导轨上，如图所示。现对金属棒施一恒力F，使其从静止开始运动。求：

（1）运动中金属棒的最大速度为多大？
（2）金属棒的速度为最大速度的四分之一时,
①求ab金属棒的加速度
②求安培力对ab金属棒做功的功率
如图14甲所示，足够长的金属导轨MN和PQ与一阻值为R的电阻相连，平行  
地放在水平桌面上，质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动.导轨与ab杆的电
阻不计，导轨宽度为L.磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面.现给金属杆
ab一个初速度v0，使ab杆向右滑行.回答下列问题：

图14
(1)简述金属杆ab的运动状态，并在图乙中大致作出金属杆的v－t图象；
(2)求出回路的最大电流值Im并指出金属杆中电流流向；
(3)当滑行过程中金属杆ab的速度变为v时，求杆ab的加速度a；
(4)电阻R上产生的最大热量Qm.
（18分）如图所示，水平放置的两光滑金属导轨相距为L，在其左端接一阻值为R的电阻，其上垂直导轨放置一质量为m的导体棒（除R外其余电阻不计）。整个装置处在磁感应强度为B，方向垂直导轨平面的匀强磁场中，现在棒上施加一水平向右的恒力F，使棒向右运动（摩擦不计）。
（1）求当棒的速度达到最大速度的一半时的加速度?
（2）当棒达到最大速度后撤去力F，在这以后电阻R可以放出多少焦耳的热量？
（16分）如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L＝1m，导轨平面与水平面成＝30°角，上端连接的电阻．质量为m＝0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上，与导轨垂直并接触良好，距离导轨最上端d＝4m，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向上．
（1）若磁感应强度B=0.5T，将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压；
（2）若磁感应强度的大小与时间成正比，在外力作用下ab棒保持静止，当t＝2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率；
（3）若磁感应强度随时间变化的规律是，在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止，求此外力F的大小范围.
如图，两根足够长的光滑固定平行金属导轨与水平面成θ角，导轨间距为d，两导体棒a和b与导轨垂直放置，两根导体棒的质量都为m、电阻都为R，回路中其余电阻不计。整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B,在t=0时刻使a沿导轨向上作速度为v的匀速运动，同时将b由静止释放，b经过一段时间后也作匀速运动。已知d=1m，m=0.5kg，R=0.5Ω，B=0.5T，θ=300，g取10m／s2，不计两导棒间的相互作用力。         
（1）若使导体棒b静止在导轨上，导体棒a向上运动的速度v多大?
（2）若a在平行于导轨向上的力F作用下，以v1=2m/s的速度沿导轨向上匀速运动，试导出F与b的速率v2的函数关系式并求出v2的最大值；
（3）在(2)中，当t=2s时，b的速度达到5.06m/s，2s内回路中产生的焦耳热为13.2J，求该2s内力F做的功(结果保留三位有效数字)。
（18分）
如图所示，电阻不计的两光滑金属导轨相距L，放在水平绝缘桌面上，半径为R的l/4圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘平齐。两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好。棒ab质量为2 m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r。重力加速度为g。开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上。棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为1:3。求：
（1）棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；
（2）棒cd在水平导轨上的最大加速度；
（3）两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热。
如图甲所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L=" 1.0" m，导轨平面与水平面间的夹角为θ = 30°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为R =" 3.0" Ω的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m =" 0.20" kg，电阻r =" 0.50" Ω，重物的质量M =" 0.60" kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示，不计导轨电阻，g = 10m/s2。计算结果可以保留根号。求：

（1）磁感应强度B的大小；
（2）在0.6s内通过电阻R的电量；
（3）在0.6s内电阻R产生的热量。
如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨和固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下，现用一外力沿水平方向拉杆，使之由静止起做匀加速运动并开始计时，若5s末理想电压表的读数为0.2V.求：
（1）5s末时电阻上消耗的电功率；
（2）金属杆在5s末的运动速率；
（3）5s末时外力的功率.
  

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