如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和P之間接有阻值為R="3.0Ω" 的定值電阻，導(dǎo)體棒ab長l=0.5m，質(zhì)量m=1kg，其電阻為r=1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.4T.現(xiàn)使ab 以v0="10m/s" 的速度向右做勻速運動.

（1）使a、ｂ棒向右勻速的拉力F為多少？
（2）若撤掉拉力F，當導(dǎo)體棒速度v＝5m/s 時，試求導(dǎo)體棒的加速度大小為多少？
（3）試求從撤掉拉力F后，直至導(dǎo)體棒ab停止的過程中，在電阻R上消耗的焦耳熱。

（1）；（2）；（3）37.5J

解析試題分析: （1）以桿為研究對象，受力分析如圖所示：

，解得：
（2）由牛頓第二定律得：

又：
解得：
（3）根據(jù)功能原理知，導(dǎo)體棒動能的減少轉(zhuǎn)化為全電路電阻消耗的電能，即：

據(jù)回路電阻上能量消耗的關(guān)系可以得出在電阻R上消耗的焦耳熱
QR=37.5J
考點： 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場，其電勢φ隨x坐標值的變化圖線如圖所示。一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點）從O點以初速度v0沿x軸正向移動。下列敘述正確的是（     ）

A．若小球能運動到x1處，則該過程小球所受電場力逐漸增大
B．帶電小球從x1運動到x3的過程中，電勢能先減小后增大
C．若該小球能運動到x4處，則初速度v0至少為
D．若v0為，帶電粒子在運動過程中的最大速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

如圖所示，帶箭頭的線表示某一電場的電場線．在電場力作用下，一帶電粒子(不計重力)經(jīng)A點飛向B點，徑跡如圖中虛線所示，試判斷：

(1)粒子帶________電；
(2)粒子在________點加速度大；
(3)粒子在________點動能大；
(4)A、B兩點相比，________點電勢高．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，傾角為θ＝30°、足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L1＝0.4m，B1＝5T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上。一質(zhì)量m＝1.6kg的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，其電阻r＝1Ω。金屬導(dǎo)軌上端連接右側(cè)電路，R1＝1Ω，R2＝1.5Ω。R2兩端通過細導(dǎo)線連接質(zhì)量M＝0.6kg的正方形金屬框cdef，每根細導(dǎo)線能承受的最大拉力Fm=3.6N，正方形邊長L2＝0.2 m，每條邊電阻r0=1Ω，金屬框處在一方向垂直紙面向里、B2＝3T的勻強磁場中�，F(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，不計其他電阻及滑輪摩擦，取g=10m/s2。求：

（1）電鍵S斷開時棒ab下滑過程中的最大速度vm；
（2）電鍵S閉合，細導(dǎo)線剛好被拉斷時棒ab的速度v；
（3）若電鍵S閉合后，從棒ab釋放到細導(dǎo)線被拉斷的過程中棒ab上產(chǎn)生的電熱Q=2J，此過程中棒ab下滑的高度h。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

兩物塊A、B用輕彈簧相連，質(zhì)量均為m="2" kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v＝6 m／s的速度在光滑的水平地面上運動，質(zhì)量M="4" kg的物塊C靜止在前方，如圖所示。B與C碰撞后二者會粘在一起運動。求在以后的運動中：

（1）當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度v1為多大?
（2）系統(tǒng)中彈性勢能的最大值EP是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，豎直放置的輕彈簧，一端固定于地面，另一端與質(zhì)量為3kg的物體B固定在一起，質(zhì)量為1kg的物體A置于B的正上方5cm處靜止�，F(xiàn)讓A自由下落（不計空氣阻力），和B發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后粘在一起。已知碰后經(jīng)0.2s下降了5cm 至最低點，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)（g取10 m/s2）求：
①從碰后到最低點的過程中彈性勢能的增加量；
②從碰后至返回到碰撞點的過程中，彈簧對物體B沖量的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一質(zhì)量m1=0．45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上。車頂右端放一質(zhì)量m2 =0．4 kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點�，F(xiàn)有一質(zhì)量m0 =0．05 kg的子彈以水平速度v0 ="100" m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時間極短，小物體與車間的動摩擦因數(shù)為=0．5，最終小物體以5 m/s的速度離開小車。g取10 m／s2。求：

①子彈從射入小車到相對小車靜止的過程中對小車的沖量大小。
②小車的長度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（6分）在真空中的O點放一點電荷Q＝1.0×10-9C，直線MN過O點，OM＝30cm，M點放有一點電荷q=-2×10-10C,如圖所示，求：

（1）M點的電場強度大�。�
（2）若M點的電勢比N點高15V，則電荷q從M點移到N點，電勢能變化了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(9分)如圖所示，三塊平行薄金屬板a、b、c等間距豎直放置，板間距離為d，b板中央有一小孔，a、c板與大地相連，b板電勢為o (o >O)。一電子以b板所在位置為中心在水平方向做周期性的運動，其動能與電勢能之和為—A(O<A<o)。已知電子的質(zhì)量為m、帶電荷量為e。求運動過程中電子離b板的最大距離。

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