如图所示.ef.gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨.导轨间距为L=1m.导轨左端连接一个R=2Ω的电阻.将一根质量m=0.2kg.电阻r=1Ω.长度也为L=1m的金属棒cd垂直地放置导轨上.且与导轨接触良好.导轨的电阻不计.整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中.磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F.使� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

6．

如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量m=0.2kg、电阻r=1Ω、长度也为L=1m的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，达到最大速度v=6m/s，试解答以下问题：
（1）棒cd两端的电势差是多少？c、d两点那点电势高？
（2）施加的水平外力F是多大？
（3）达到最大速度后，某时刻撤去水平拉力，则此后的过程中R产生的焦耳热是多少？

分析（1）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流，根据欧姆定律求解cd两端的电势差，根据右手定则判断电势高低；
（2）根据平衡条件结合安培力的计算公式求解拉力F；
（3）根据能量关系求解产生的总热量，再求解R产生的焦耳热．

解答解：（1）根据法拉第电磁感应定律可得：E=BLv=2×1×6V=12V，
感应电流为：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{12}{2+1}A$=4A，
棒cd两端的电势差为：U=IR=4×2V=8V，
根据右手定则可知电流方向从d到c，所以c端电势高；
（2）匀速运动时受力平衡，此时的安培力大小：为F_A=BIL=2×4×1N=8N，
根据平衡条件可得拉力：F=F_A=8N；
（3）根据能量关系可得产生的总热量为：Q=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}×0.2×36J$=3.6J，
根据能量分配关系可得：Q_R=$\frac{R}{R+r}Q$=$\frac{2}{2+1}×3.6J$=2.4J．
答：（1）棒cd两端的电势差是8V，c点电势高；
（2）施加的水平外力F为8N；
（3）达到最大速度后，某时刻撤去水平拉力，则此后的过程中R产生的焦耳热为2.4J．

点评对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．

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小升初金卷导练系列答案

	A．	静电平衡时导体表面上各点电场强度都为零
	B．	静电平衡时导体是等势体
	C．	静电平衡时导体内部感应电荷的电场E'与原电场E₀相抵消
	D．	静电平衡时导体外表面处电场方向垂直于导体表面

3．

为测绘一个标“4V 2.4W”小电风扇（线圈电阻恒定）的伏安特性曲线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V，并便于操作，实验室备有下列器材：
A．电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）
B．电压表（量程为0～6V，内阻约4kΩ）
C．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻约0.2Ω）
D．电流表A₂（量程为0～3A，内阻约0.05Ω）
E．滑动变阻器R₁（最大阻值20Ω，额定电流1A）
F．滑动变阻器R₂（最大阻值1750Ω，额定电流0.3A）
G．开关和导线若干
（1）实验中所用的电流表应选C（填“C”或“D”），滑动变阻器应选E（填“E”或“F”）．
（2）请用笔画线代替导线将实物图连接成符合这个实验要求的电路，描绘出如图的伏安特性曲线．

20．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面越高该卫星（　　）

	A．	所受的万有引力越大		B．	运行的角速度越小
	C．	运行的线速度越大		D．	运行的周期越小

1．

如图所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L=1.0m，导轨左端连接一个R=0.2Ω的电阻和一个理想电流表A，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感强度B=1T的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．一根质量m=1.0kg、电阻r=1.0Ω的金属棒与磁场的左边界cd重合．现对金属棒施加一水平向右F=0.4N的恒定拉力，使棒从静止开始向右运动，已知在金属棒离开磁场右边界ef前电流表的示数已保持稳定．
（1）求金属棒离开磁场右边界ef时的速度大小．
（2）当拉力F的功率为12W时，求金属棒加速度．
（3）若金属棒通过磁场的过程中，电流通过电阻R产生的热量为80J，求有界磁场的长度x_ce是多少？

11．

如图所示，AB部分为光滑水平面，BC部分是处于竖直平面内半径为R的光滑圆管形轨道，B点是最低点，C点是最高点，C点切线水平方向，圆管截面半径r＜＜R，有一质量m的球以水平初速度向右运动碰撞到原来静止在水平面上的质量为3m的b球，两球发生对心碰撞，碰撞时间极短，并且碰撞时没有能量损失，碰后b球顺利入光滑圆管（B点无能量损失，小球的半径比圆管半径r略小），它经过最高点C后飞出，最后落在水平地面上的A点，已知AB的距离为2R，已知重力加速度为g，求：
（1）小球b运动到C点时对轨道的压力；
（2）碰后小球a的速度为多少．

18．设r=r₀时分子间作用力为零，则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中，下列说法正确的是（　　）

	A．	r＞r₀时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小．
	B．	r=r₀时，动能最大，势能最小．
	C．	r＜r₀时，分子力做负功，动能减小，势能增大．
	D．	以上均不对

15．以下关于波的说法中，不正确的是（　　）

	A．	在波的传播过程中，介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动
	B．	波的传播过程是质点振动形式的传递过程
	C．	机械振动在介质中的传播形成机械波
	D．	质点的振动速度就是波速

16．一束光从空气射向折射率n=$\sqrt{2}$的某种玻璃的表面，如图i代表入射角，则（　　）

	A．	当i＞45°时会发生全反射现象
	B．	无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
	C．	当入射角i=45°时，折射角r=30°
	D．	当入射角i=60°时，反射光线与折射光线垂直

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