题目内容
（18分）如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1＝2m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.4kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L2＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s2）
（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流大小和方向；
（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加一垂直于棒且平行于导轨平面的外力F，求2s时外力F的大小和方向；
（3）5s后撤去外力，金属棒由静止开始向下滑动，滑行1.1m恰好匀速运动，求在此过程中电阻R上产生的焦耳热。
（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流大小和方向；
（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加一垂直于棒且平行于导轨平面的外力F，求2s时外力F的大小和方向；
（3）5s后撤去外力，金属棒由静止开始向下滑动，滑行1.1m恰好匀速运动，求在此过程中电阻R上产生的焦耳热。
（1）1A b→a （2）1N 方向平行于导轨平面向上 （3）1.5J
试题分析：（1）在0～4s内，由法拉第电磁感应定律：
① 由闭合电路欧姆定律：
②根据楞次定律 方向由b→a ③
（2）当t＝2s时，ab棒受到沿斜面向上的安培力
④对ab棒受力分析，由平衡条件：
⑤方向平行于导轨平面向上 ⑥
（3）ab棒沿导轨下滑切割磁感线产生感应电动势，有：
⑦产生的感应电流
⑧棒下滑至速度稳定时，棒两端电压也恒定，此时ab棒受力平衡，有：
⑨得
⑩由动能定理，得
（11）
（12）
（13）评分标准：⑤⑨（11）（12）（13）式每式各2分，其余每式各1分，共计18分。
练习册系列答案
相关题目
的滑块（可视为质点），在F=60N的水平拉力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力F，当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能从水平地面上的C点沿切线方向落入竖直圆弧轨道CDE，并从轨道边缘E点竖直向上飞出，经过0.4 s后落回E点。已知AB间的距离L="2.3" m，滑块与平台间的动摩擦因数
，平台离地高度
，B、C两点间水平距离s="1.2" m，圆弧轨道半径R=1.0m。重力加速度g取10 m／s2，不计空气阻力。求：
，粒子仍从M板边缘的P处由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。
