题目内容

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
BD
金属杆ab从高度h1处释放后，到达高度为h2的位置,在此过程中根据能量守恒定律可知：重力势能的减少等于动能的增加和克服磁场力做的功，即mv2=WG+WF ，根据功能关系Q=-WF ，变形为mv2+Q = WG
练习册系列答案
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如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于穿过回路abPMa的磁通量和磁通量的瞬时变化率以及a、b两端的电圧Uab和通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，正确的是（     ）
（12分）如图所示，匝数为100、边长为0.2m的正方形线圈，在磁感应强度为2T的匀强磁场中，从中性面开始以10πrad/s的角速度绕OO′轴匀速转动。若线圈自身电阻为2Ω，负载电阻R=6Ω，π2≈10，则开始转动s内在电阻R上产生的热量为多少焦耳？
2．如图所示，平行金属导轨间距为d,一端跨接电阻为R，匀强磁场磁感强度为B，方向垂直平行导轨平面，一根长金属棒与导轨成θ角放置，棒与导轨的电阻不计，当棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在导轨上滑行时，通过电阻的电流是                   
A．Bdv/(Rsinθ)B．Bdv/R
C．Bdvsinθ/RD．Bdvcosθ/R
如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着磁场边界，t=O时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动,在t0时刻穿出磁场；图乙为外力F随时间变化的图象，若线框质量为m、电阻为R，图象中的F0、t0也为已知量，由此可知  
A．线框穿出磁场时的速度v= F0t0/m
B．线框穿出磁场时的速度v= 3F0t0/m.
C．匀强磁场的磁感应强度B=
D．匀强磁场的磁感应强度B=
（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？
如图所示，光滑的平行导轨MN、PQ水平放置，相距d="1.0" m,电阻不计，导轨与半径为R="1" m的半圆形的光滑绝缘体在N、Q处平滑连接。整个装置处于方向竖直向下的磁感应强度为B=4×10-2 T的匀强磁场中。导体棒ab、cd质量均为m="1" kg,长度L="1.2" m，电阻均为r="1" Ω,垂直于导轨方向放置，ab、cd相距x="1" m。现给ab一个水平向右的瞬时冲量I="10" N·s,ab、cd均开始运动。当ab运动到cd原来的位置时，cd恰好获得最大速度且刚好离开水平导轨。求cd到达半圆形绝缘体顶端时对绝缘体的压力及整个过程中导体棒所增加的内能。（g取10 m/s2）
如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN'，斜面的倾角θ=30°，导轨相距为d，上端M和N用导线相连，并处于垂直斜面向上的均匀磁场中，磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt，其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近，从静止开始下滑，通过的路程为L时，速度恰好达到最大，此时磁场的磁感强度的大小为．设金属棒的电阻为R，导轨和导线的电阻不计。求：

(1)金属棒达到的最大速度．
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
 
如图所示，两根相距为d足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，一端接有阻值为R的电阻.在x>0的一侧存在竖直向下的匀强磁场，一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置，且接触良好，并可在导轨上滑动.开始时，金属直杆位于x=0处，现给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度.在运动过程中有一大小可调节的平行于x轴的外力F作用在金属杆上，使金属杆保持大小为a，方向沿x轴负方向的恒定加速度运动.金属导轨电阻可忽略不计.求：

⑴金属杆减速过程中到达x0的位置时，金属杆的感应电动势E；
⑵回路中感应电流方向发生改变时，金属杆在轨道上的位置；
⑶若金属杆质量为m，请推导出外力F随金属杆在x轴上的位置（x）变化关系的表达式.

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