（7分）如圖16所示，兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l＝0.50m，導(dǎo)軌上端接有電阻R＝0.80Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌下部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)有虛線所示的水平上邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T，方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。電阻r＝0.20Ω的金屬桿MN，從靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌下落，下落一定高度后以v=2.5m/s的速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿下落過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力。

（1）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)通過電阻R的電流大��；

（2）求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩端的電壓；

（3）若金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)恰能勻速運(yùn)動(dòng)，則在勻速下落過程中每秒鐘有多少重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能？

答案：

解：（1）金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Blv，                       （1分）

根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過電阻R的電流大小I==0.5A    （2分）

（2）M、N兩端電壓為路端電壓，則UMN=IR=0.4V                    （2分）

（3）每秒鐘重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能E= I2(R+r)t=0.25J                     （2分）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖16-16所示，兩根相距l(xiāng)的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另兩根與光滑導(dǎo)軌接觸的金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R.若要使cd桿恰好平衡，且靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向________做_______運(yùn)動(dòng)，ab桿運(yùn)動(dòng)速度的大小是_______，對(duì)ab桿所加外力的大小為_______.

圖16-16

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(1)兩棒的質(zhì)量；
(2)外力F的大�。�

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(16分)如圖所示，兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l，導(dǎo)軌上端接有電阻R和一個(gè)理想電流表，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌下部的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域有虛線所示的水平上邊界，磁場(chǎng)方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿MN，從距磁場(chǎng)上邊界h處由靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌下落，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。金屬桿下落過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）電流穩(wěn)定后金屬桿運(yùn)動(dòng)速度的大小；

（3）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，M、N兩端的電壓大小。

 

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