题目内容
如图（甲）所示，
、
为平行放置的水平金属轨道，
、
为相同半径，平行放置的竖直半圆形金属轨道,
为切点，P、Q为半圆轨道的最高点，轨道间距
，圆轨道半径
，整个装置左端接有阻值
的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ，两区域宽度
，两区域之间的距离
；区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1，变化规律如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2，方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为
，
右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量
，电阻
的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下，从
处由静止开始运动，到达处撤去恒力F，CD棒可匀速地穿过匀强磁场区，并能通过半圆形轨道的最高点PQ处，最后下落在轨道上的位置离
的距离
。若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g取10 m/s2
求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q；
（3）磁感应强度B2的大小。
、为平行放置的水平金属轨道，、为相同半径，平行放置的竖直半圆形金属轨道,为切点，P、Q为半圆轨道的最高点，轨道间距，圆轨道半径，整个装置左端接有阻值的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ，两区域宽度，两区域之间的距离；区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1，变化规律如图（乙）所示，规定竖直向上为B1的正方向；区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2，方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为，右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量，电阻的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下，从处由静止开始运动，到达处撤去恒力F，CD棒可匀速地穿过匀强磁场区，并能通过半圆形轨道的最高点PQ处，最后下落在轨道上的位置离的距离。若轨道电阻、空气阻力不计，运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g取10 m/s2求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q；
（3）磁感应强度B2的大小。
（1）F=160N（2）
（3）B2=1.25T
（3）B2=1.25T试题分析：（1）CD棒在PQ处速度为
，则由：
(1分)， 
(1分)设CD棒在匀强磁场区Ⅱ速度为
，则
(2分)CD棒在恒力F作用下：
(2分)由①②③得：F=160N (1分)
(2) 棒在直轨道上运动，产生感应电流时间
(1分)感应电动势
(1分)
(1分) 
(1分) 由⑤⑥⑦⑧得
J (1分)（3）由于CD棒穿过匀强磁场区，此过程无感应电流，设CD棒进入M3N3界后的任一短时间Δt内
(2分) 且由图乙可得
(1分) 由⑩（11）（12）得 B2=1.25T (1分)
点评：本题综合运用了动能定理、牛顿第二定律和能量守恒定律，综合性较强，对学生能力要求较高，关键是理清运动过程，选择合适的定律进行求解．
练习册系列答案
相关题目
，半径为
，在与y轴成
=
角的直径两端开有小孔
和
。现在桶内加匀强磁场，磁感应强度为
，方向平行于轴线向外，该装置就是一个离子速度选择器。离子束以某一入射角从
的挡板，板上开有小孔
（与
时，探测器检测到有离子射入。不计离子重力和离子间的作用，打在桶壁和挡板上的离子不再反弹。试求：
、电荷量为q（q＞0）的带电小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向射出，重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。
的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧长度为
的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为
。喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动，并且从喷口连续不断喷出质量均为
、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至
，使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动。（重力加速度为
）