最新高中物理電磁感應(yīng)難題集

1、最新JP文檔高中物理電磁感應(yīng)難題集1. ( 2015?青浦區(qū)一模)如圖甲所示， MN、PQ為間距L=0.5m足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ± MN,導(dǎo)軌的電阻均不計.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角0 =37° ,NQ間連接有一個 R=4Q的電阻.有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強度為B0=1T.將一根質(zhì)量為 m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C ,且金屬棒的加速度 a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQWord資料平

2、行.(取 g=10m/s ( 2015?濰坊校級模擬)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為8,間距為L,導(dǎo)軌上端接有平行板電容器，電容為 C .導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為 心，重力加速度大小為 g ,忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系., sin37=0.6 , cos37 ° =0.8 ).求:(1)金屬棒與導(dǎo)軌

3、間的動摩擦因數(shù)r(2) cd離NQ的距離s(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時刻記作t=0 ,從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感 應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).圖甲3 .（2014秋？西湖區(qū)校級月考）如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）.在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直.圓心O到直線的距離為以同樣速度沿直線在.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場

4、,同一粒子a點射入柱形區(qū)域， 也在b點離開該區(qū)域.若磁感應(yīng)強度大小為 B,不計重力，求電場強度的大小.4 . （ 2014?秦州區(qū)校級模擬）如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53。夾角固定放置，導(dǎo)軌間連接一阻值為 6Q的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在兩平行虛線 m、n間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.導(dǎo)體棒 a的質(zhì)量為ma=0.4kg ,電阻Ra =3 Q ；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m b =0.1kg ,電阻Rb =6 Q；它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.a、b從開始相距L0=0.5m處同時將它們由靜止開始釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，當 b剛穿

5、出磁場時，a正好進入磁場（g取10m/s 2,不計a、b之間電流的相互作用）.求：（1）當a、b分別穿越磁場的過程中，通過R的電荷量之比；（2）在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小之比;（3）磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為多大；（4）在整個過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱.5. （ 2014?鄲縣校級模擬）如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m .導(dǎo)軌電阻忽略不計，其間連接有固定電阻R=0.40 Q.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m=0.10kg、電阻r=0.20 。勺金屬桿ab ,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下

6、.用一外力F沿水平方向拉金屬桿 ab ,使之由靜止開始運動，電壓傳感器可將 R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.X3 xXlulb伯醇般(1)試證明金屬桿做勻加速直線運動，并計算加速度的大?。?2)求第2s末外力F的瞬時功率；(3)如果水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功 W=0.35J ,求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱.6. ( 2014?贛州二模)相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為 m1=1kg的金屬棒ab和質(zhì)量為 m 2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖( a)所示，虛線上方磁場方向垂ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌

7、間動摩擦直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同.因數(shù)為心=0.75 ,兩棒總電阻為1.8 Q,導(dǎo)軌電阻不計.ab棒在方向豎直向上，大小按圖( b)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時 cd棒也由靜止釋放.圖(a)圖(C)(1)指出在運動過程中 ab棒中的電流方向和 cd棒受到的安培力方向；(2)求出磁感應(yīng)強度 B的大小和ab棒加速度大?。?3)已知在2s內(nèi)外力F做功40J ,求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱;(4)判斷cd棒將做怎樣的運動，求出 cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖(c)中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖象.

8、7. （ 2014?廣東模擬）如圖所示，有一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，電阻不計，間距 L=0.5m ,導(dǎo)軌沿與水平方向成0 =30 °傾斜放置，底部連接有一個阻值為R=3Q的電阻.現(xiàn)將一根長也為L=0.5m質(zhì)量為m=0.2kg、電阻r=2 Q的均勻金屬棒，自軌道頂部靜止釋放后沿軌道自由滑下，下滑中均保持與軌道垂直并接觸良好，經(jīng)一段距離后進入一垂直軌道平面的勻強磁場中，如圖所示.磁場上部有邊界OP ,下部無邊界，磁感應(yīng)強度B=2T.金屬棒進入磁場Qr=2.4J 的后又運動了一段距離便開始做勻速直線運動，在做勻速直線運動之前這段時間內(nèi)，金屬棒上產(chǎn)生了(1)金屬棒勻速運動時的速v0;熱量，

9、且通過電阻R上的電荷量為 q=0.6C ,取g=10m/s 2 .求:(2)(3)金屬棒進入磁場后，當速度 v=6m/s時，其加速度 a的大小及方向; 磁場的上部邊界 OP距導(dǎo)軌頂部的距離 S.8. （2013春？蓮湖區(qū)校級期末）如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面.開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度V0.在棒的運動速度由 V0減小至V1的過程中，通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定.導(dǎo)體

10、棒一直在磁場中運動.若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負載電阻上消耗 的平均功率.9. （ 2013?上海）如圖，兩根相距l(xiāng)=0.4m、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R=0.15 Q的電阻相連.導(dǎo)軌 x>0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率 k=0.5T/m , x=0處磁場的磁感應(yīng)強度 B0=0.5T, 一根質(zhì)量 m=0.1kg、電阻r=0.05的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直.棒在外力 作用下從x=0處以初速度V0=2m/s沿導(dǎo)軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變.求:（1）電路中的電流；(2)金屬棒在x=2m處

11、的速度；(3)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中安培力做功的大小;(4)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率.10. ( 2013?廣東)如圖(a)所示，在垂直于勻強磁場B的平面內(nèi)，半徑為 r的金屬圓盤繞過圓心 O的軸轉(zhuǎn)動，圓心O和邊緣K通過電刷與一個電路連接，電路中的P是加上一定正向電壓才能導(dǎo)通的電子元件.流過電流表的電流I與圓盤角速度 3的關(guān)系如圖(b)所示，其中ab段和bc段均為直線，且 ab段過坐標原點.«>0代表圓盤逆時針轉(zhuǎn)動.已知:R=3.0=1Q0,T, r=0.2m ,忽略圓盤、電流表和導(dǎo)線的電阻.(2)求出圖(b)中b、c兩點對應(yīng)的P兩端的電壓 U

12、b、Uc；(3)分別求出ab、bc段流過P的電流Ip與其兩端電壓 Up的關(guān)系式.11 . ( 2013?武清區(qū)校級模擬)如圖所示，ef , gh為水平放置的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為 L=1m , 導(dǎo)軌左端連接一個 R=2Q的電阻，將一根質(zhì)量為0.2kg的金屬棒cd垂直地放置導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應(yīng)強度為B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F,使棒從靜止開始向右運動.試解答以下問題.(1)若施加的水平外力恒為F=8N ,則金屬棒達到的穩(wěn)定速度Vi是多少？(2)若施加的水平外力的功率恒為P=18W ,

13、則金屬棒達到的穩(wěn)定速度V2是多少？（3）若施加的水平外力的功率恒為P=18W ,則金屬棒從開始運動到速度V3=2m/s的過程中電阻 R產(chǎn)生的熱量為8.6J ,則該過程所需的時間是多少?X X X X X X X X XXXXx KXX gdhm1=1kg的金屬棒 ab和質(zhì)量為a ）所示，虛線上方磁場方向垂12 . （ 2013?寶山區(qū)一模）相距L=1.5m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為 m 2=0.27kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖（直紙面向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強度大小相同.ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為心=0.石，兩棒總電阻為

14、1.8 Q,導(dǎo)軌電阻不計.ab棒在方向豎直向上，大小按圖（ b）所示規(guī)律變化的2外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運動，同時 cd棒也由靜止釋放.（g=10m/S ）（1）求出磁感應(yīng)強度 B的大小和ab棒加速度大?。唬?）已知在2s內(nèi)外力F做功40J ,求這一過程中ab金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；（3）求出cd棒達到最大速度所需的時間t0,并在圖（c）中定性畫出cd棒所受摩擦力fcd隨時間變化的圖線.13. （ 2013?河南模擬）如圖所示，在一光滑水平的桌面上，放置一質(zhì)量為 M ,寬為L的足夠長“U”型框架,其ab部分電阻為R,框架其它部分的電阻不計.垂直框架兩邊放一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒c

15、d ,它們之間的動摩擦因數(shù)為 心，棒通過細線跨過一定滑輪與勁度系數(shù)為k的另一端固定的輕彈簧相連.開始彈簧處于自然狀態(tài)，框架和棒均靜止.現(xiàn)在讓框架在大小為2 a mg的水平拉力作用下，向右做加速運動，引起棒的運動可看成是緩慢的.水平桌面位于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B.問：(1)框架和棒剛開始運動的瞬間，框架的加速度為多大？(2)框架最后做勻速運動(棒處于靜止狀態(tài))時的速度多大？(3)若框架通過位移 S后開始勻速，已知彈簧的彈性勢能的表達式為工kx2 (x為彈簧的形變量)，則在框架2通過位移s的過程中，回路中產(chǎn)生的電熱為多少？&3HSWZ14. ( 2013?漳州模擬)如圖甲所示

16、，兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為Li=1m ,導(dǎo)軌平面與水平面成0 =30 °角，上端連接阻值 R=1.5 Q的電阻；質(zhì)量為 m=0.2kg、阻值r=0.5 的勻質(zhì)金屬棒 ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L2=4m ,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸.整個裝置處于一勻強磁場中，該勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示.(g=10m/s 2)(1)保持ab棒靜止，在04s內(nèi)，通過金屬棒 ab的電流多大？方向如何?F,求當t=2s時，外力F的大小和(2)為了保持ab棒靜止，需要在棒的中點施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力方向;(3) 5s后，撤去外力F,

17、金屬棒將由靜止開始下滑，這時用電壓彳感器將 R兩端的電壓即時采集并輸入計算機,在顯示器顯示的電壓達到某一恒定值后，記下該時刻棒的位置，測出該位置與棒初始位置相距2.4m ,求金屬棒此時的速度及下滑到該位置的過程中在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.15. (2012?浙江)為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍”.S十 1二,裝置.如圖所示，自行車后輪由半徑r1=5.0 x 10 2m的金屬內(nèi)圈、半徑 r2=0.40m的金屬外圈和絕緣幅條構(gòu)成.后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4跟金屬條，每根金屬L條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡.在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強度B=0.10T、方向垂

18、直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為2、張角0口.后輪以角速度co =2 Tt6rad/s ,相對轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動.若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng).(1)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢E,并指出ab上的電流方向；(2)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進入“扇形”磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差Uab隨時間 t變化的Uab t圖象；(4)若選擇的是“1.5V、0.3A ”的小燈泡，該“閃爍”裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強度B、后輪外圈半徑 上、角速度3和張角。等物理量的大小，優(yōu)化前同

19、學(xué)的設(shè)計方案，請給出你的評價.16. ( 2012?天津)如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m ,左端接有阻值R=0.3 Q的電阻，一質(zhì)量 m=0.1kg ,電阻r=0.14勺金屬棒 MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度 B=0.4T .棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a=2m/s 2的加速度做勻加速運動，當棒的位移 x=9m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q 1 : Q 2=2 : 1 .導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求:(1)

20、棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功 Wf.17 . ( 2012?廣東)如圖所示，質(zhì)量為 M的導(dǎo)體棒ab ,垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為8,并處于磁感應(yīng)強度大小為B方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，左側(cè)是水平放置間距為d的平行金屬板，R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻.I及棒的速率v.(1)調(diào)節(jié)Rx=R,釋放導(dǎo)體棒，當棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過棒的電流(2)改變Rx,待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為m帶電量為+q的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的 Rx.1

21、8. ( 2012?上海)如圖，質(zhì)量為 M的足夠長金屬導(dǎo)軌 abcd 放在光滑的絕緣水平面上.一電阻不計，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ放置在導(dǎo)軌上，始終與導(dǎo)軌接觸良好，PQbc構(gòu)成矩形.棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱.導(dǎo)軌bc段長為L,開始時PQ左側(cè)導(dǎo)軌的總電阻為 R,右側(cè)導(dǎo)軌單位長度的電阻為R0.以ef為界，其左側(cè)勻強磁場方向豎直向上，右側(cè)勻強磁場水平向左，磁感應(yīng)強度大小均為B.在t=0時，一水平向左的拉力 F垂直作用于導(dǎo)軌的 bc邊上，使導(dǎo)軌由靜止開始做勻加速直線運動，加速度為a .(1)求回路中感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流隨時間變化的表達式；(2)經(jīng)過多少時間拉力 F達到最大值，拉

22、力 F的最大值為多少？(3)某一過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)軌克服摩擦力做功為 W,求導(dǎo)軌動能的增加量.19. ( 2012?邯鄲一模)如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為8,導(dǎo)軌間距為l,所在平面的正方形區(qū)域 abcd內(nèi)存在有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于斜面向上.如圖所示，將甲、乙兩阻值相同，質(zhì)量均為m的相同金屬桿放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲、乙相距 L從靜止釋放兩金屬桿的同時，在金屬桿甲上施加一個沿著導(dǎo)軌的外力，使甲金屬桿在運動過程中始終沿導(dǎo)軌向下 做勻加速直線運動，且加速度大小以a=gsin 0,乙金屬桿剛進入磁場時做勻速運動.(1)求

23、每根金屬桿的電阻R為多少？(2)從剛釋放金屬桿時開始計時，寫出從計時開始到甲金屬桿離開磁場的過程中外力F隨時間t的變化關(guān)系式，并說明F的方向.(3)若從開始釋放兩桿到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿共產(chǎn)生熱量Q,試求此過程中外力 F對甲做的功.20. ( 2012?溫州模擬)一個質(zhì)量m=0.1kg 的正方形金屬框總電阻R=0.5 Q ,金屬框放在表面是絕緣且光滑的斜面頂端，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB'平行、寬度為d的勻強磁場后滑至斜面底端BB',設(shè)金屬框在下滑時即時速度為v,與此對應(yīng)的位移為s,那么v2-s圖象如圖2所示，已知勻強磁場方向垂直斜面向上.

24、試問：(D分析V2-s圖象所提供的信息，計算出斜面傾角e和勻強磁場寬度 d .(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度多大？(3)金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時間為多少？(4)現(xiàn)用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金屬框上， 使金屬框從斜面底端 BB'靜止開始沿斜面向上運動,勻速通過磁場區(qū)域后到達斜面頂端.試計算恒力F做功的最小值.21 . ( 2012?中山市校級模擬)如圖1所示，在坐標系 xOy中，在- L< 業(yè)區(qū)域存在強弱可變化的磁場Bi ,在0< x< 2L區(qū)域存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度B2=2.0T,磁場方向均垂直于紙面向里.一邊長為L=0.2m、總電阻為R=0.8 Q的正

25、方形線由I靜止于 xOy平面內(nèi)，線框的一邊與 y軸重合.(1)若磁場B1的磁場強度在t=0.5s內(nèi)由2T均勻減小至0,求線框在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場Bi,讓線框從靜止開始以加速度 a=0.4m/s 2沿x軸正方向做勻加速直線運動，求線框剛好全部出磁場前瞬間的發(fā)熱功率.(3)在(2)的條件下，取線框中逆時針方向的電流為正方向，試在圖2給出的坐標紙上作出線框中的電流I隨運動時間t的關(guān)系圖線.(不要求寫出計算過程，但要求寫出圖線端點的坐標值，可用根式表示) ID 'A.22 . ( 2012?麥積區(qū)校級模擬)如圖水平金屬導(dǎo)軌的間距為1m ,處在一個豎直向上的勻強磁場中，磁

26、感應(yīng)強度B=2T,其上有一個與之接觸良好的金屬棒，金屬棒的電阻 R=1 Q,導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌左側(cè)接有電源，電動勢 E=10V ,內(nèi)阻r=1 Q,某時刻起閉合開關(guān)，金屬棒開始運動，已知金屬棒的質(zhì)量m=1kg ,與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)為0.5 ,導(dǎo)軌足夠長.問：(1)金屬棒速度為 2m/s時金屬棒的加速度為多大？(2)金屬棒達到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度為多大？(3)導(dǎo)軌的右端是一個高和寬均為0.8m的壕溝，那么金屬棒離開導(dǎo)軌后能否落到對面的平臺？23 . ( 2012?眉山模擬)如圖所示，兩根不計電阻的金屬導(dǎo)線MN與PQ 放在水平面內(nèi)， MN是直導(dǎo)線，PQ的PQi段是直導(dǎo)線，Q1Q2段是弧形導(dǎo)線，Q2Q3段

27、是直導(dǎo)線，MN、PQv Q2Q3相互平行.M、P間接入一個阻值R=0.25 Q的電阻.質(zhì)量 m=1.0kg、不計電阻的金屬棒 AB能在MN、PQ上無摩擦地滑動，金屬棒始終垂直于MN ,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下.金屬棒處于位置（I）時，給金屬棒一向右的初速度 vi=4 m/s ,同時給一方向水平向右Fi=3N的外力，使金屬棒向右做勻減速直線運動；當金屬棒運動到位置（n）時，外力方向不變，改變大小，使金屬棒向右做勻速直線運動2s到達位置（田）.已知金屬棒在位置（I）時，與MN、Q1Q2相接觸于a、b兩點，a、b的間距L1=1 m ；金屬棒在位置（n）時， 棒

28、與MN、Q1Q2相接觸于c、d兩點；位置（I）到位置（n）的距離為 7.5m .求:（1）金屬棒向右勻減速運動時的加速度大??；（2） c、d兩點間的距離 L2;24. （ 2012?黃州區(qū)校級模擬）如圖（a）所示，間距為 區(qū)域I內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度恒為L電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為e的斜面上.在B不變；在區(qū)域n內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強磁場,（3）金屬棒從位置（I）運動到位置（田）的過程中，電阻其磁感應(yīng)強度 Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖（b）所示.t=0時刻在軌道上端的金屬細棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時下端的另一金屬細棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋

29、放. 在ab棒運動到區(qū)域n的下邊界 EF之前，cd棒始終靜止不動，兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好.又已知 cd棒的質(zhì)量為m,區(qū)域n沿斜面的長度也是L,在t=tx時刻（tx未知）ab棒恰好進入?yún)^(qū)域n,重力加速度為g .求：（1）通過cd棒中的電流大小和區(qū)域I內(nèi)磁場的方向（3） ab棒開始下滑的位置離區(qū)域n上邊界的距離s；（4） ab棒從開始到下滑至 EF的過程中，回路中產(chǎn)生的總熱量.（結(jié)果均用題中的已知量表示）25. ( 2011?四川)如圖所示，間距l(xiāng)=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌 a1ble1和a 2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角 。=37 °的斜面c 1b

30、1b 2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強度B1=0.4T、方向豎直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場.電阻 R=0.3 Q、質(zhì)量m1=0.1kg、長為l的相同導(dǎo)體桿 K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在 b1、b2點，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動且始終接觸良好.一端系于K桿中點的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過輕質(zhì)滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量2m2=0.05kg 的小環(huán).已知小環(huán)以 a=6m/s 的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動.不計導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長.取 g=10m/s 2, sin37 ° =0.6 , cos37 °

31、; =0.8 .求(1)小環(huán)所受摩擦力的大??；(2) Q桿所受拉力的瞬時功率.26 . ( 2011?海南)如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導(dǎo)軌，MN和M ' N'是兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力 F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導(dǎo)軌接觸；兩桿的總電阻為 R,導(dǎo)軌間距為l .整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直.導(dǎo)軌電阻可忽略，重力加速度為g .在t=0時刻將細線燒斷，保持F不變，金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好.求:(1)細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；(2)兩桿分別達到的最大速度.XJVX V

32、XMXMrX27 . ( 2011?天津)如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30 0角.完全相同的兩金屬棒 ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有 良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為 0.02kg ,電阻均為R=0.1 Q,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌2.向上勻速運動，而棒cd恰好能保持靜止.取 g=10m/s ,問:(1)通過cd棒的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q=0.1J的熱量，力 F做

33、的功 W是多少?28 . ( 2011 ?上海)電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m ,兩導(dǎo)軌間距 L=0.75m ,導(dǎo)軌傾角為 30 ° ,導(dǎo)軌上端ab接一阻值 R=1.5 Q的電阻，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上.阻值 r=0.5 Q,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生2的焦耳熱 Qr=0.1J .(取g=10m/s)求：(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安;(2)金屬棒下滑速度 v=2m/s時的加速度a .(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm,有同學(xué)解答如下：由動能定理W重-W安

34、士mv 2,.由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答.29 . ( 2011?奉賢區(qū)二模)如圖所示，光滑斜面的傾角a =30 ° ,在斜面上放置一矩形線框abcd , ab邊的邊長l1=lm , bc邊的邊長l2=0.6m ,線框的質(zhì)量 m=1kg ,電阻R=0.1 Q,線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知 F=10N .斜面上ef線(ef II gh )的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應(yīng)強度 B 隨時間t的變化情況如 B t圖象，時間t是從線框由靜止開始運動時刻起計的.如果線框從靜止開始運動，進 入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和g

35、h的距離s=5.1m ,求：(1)線框進入磁場時勻速運動的速度v；(2) ab邊由靜止開始到運動到gh線處所用的時間t;(3)線框由靜止開始到運動到gh線的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱.最新JP文檔(30) ( 2011?蕭山區(qū)校級模擬)如圖所示，兩根電阻不計，間距為l的平行金屬導(dǎo)軌，一端接有阻值為 R的電阻，導(dǎo)軌上垂直擱置一根質(zhì)量為 m.電阻為r的金屬棒，整個裝置處于豎直向上磁感強度為 B的勻強磁場中.現(xiàn)給金屬棒施一沖量，使它以初速V0向左滑行.設(shè)棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為心，金屬棒從開始運動到停止的整個過程中，通過電阻 R的電量為q .求：(導(dǎo)軌足夠長)(1)金屬棒沿導(dǎo)軌滑行的距離；(2)在運動的

36、整個過程中消耗的電能.參考答案與試題解析1 . ( 2015?青浦區(qū)一模)如圖甲所示，MN、PQ為間距L=0.5m 足夠長的平行導(dǎo)軌，NQ± MN,導(dǎo)軌的電阻均不計.導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角e =37° ,NQ間連接有一個 R=4Q的電阻.有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強度為B0=1T.將一根質(zhì)量為 m=0.05kg的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好.現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當金屬棒滑行至cd處時達到穩(wěn)定速度，已知在此過程中通過金屬棒截面的電量q=0.2C ,且金屬棒的加速度 a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與NQ平行.

37、(取 g=10m/s 2, sin37 ° =0.6 , cos37 ° =0.8 ),求：(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)r(31) cd離NQ的距離s(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時刻記作t=0 ,從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感 應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化(寫出B與t的關(guān)系式).考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；共點力平衡的條件及其應(yīng)用；牛頓第二定律;電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.專題：壓軸題；電磁感應(yīng)功能I可題.分析：(1)當剛釋放時，導(dǎo)體棒中沒有感應(yīng)電流，所以只受重力、支持力與

38、靜摩擦Word資料最新JP文檔力，由牛頓第二定律可求出動摩擦因數(shù).(2)當金屬棒速度穩(wěn)定時，則受到重力、支持力、安培力與滑動摩擦力達到平衡，這樣可以列出安培力公式，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式，再由閉合電路毆姆定律，列出平衡方程可求出金屬棒的內(nèi)阻，從而利用通過棒的電量來確定發(fā)生的距離.(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，由動能定理可求出安培力做的功，而由 于安培力做功導(dǎo)致電能轉(zhuǎn)化為熱能.(4)要使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則穿過線框的磁通量不變.同時棒受到重力、支持力與滑動摩擦力做勻加速直線運動.從而可求出磁感應(yīng)強度B應(yīng)解答:怎樣隨時間t變化的.2解：(1)當 v=0 時，a=2m/s由牛頓第二定律得：

39、mgsin 0 -心 mgcos 0 =ma心=0.5(2)由圖象可知：vm=2m/s當金屬棒達到穩(wěn)定速度時，有Fa=B0IL;且 B0IL+ 11 mgcos 0 =mgsin 0解得 I=0.2A ;切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：E=B0Lv=1 X 0.5 X 2=1V ;解得r=1 Q電量為:而4 4中j R+r= BX LX s即有：s=2m(32) m曲一 |liDgECOs3 70 - 0產(chǎn)生熱量： Wf=Q總=0.1J4QrQ總二6 °'J(4)當回路中的總磁通量不變時，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.此時金屬棒將沿導(dǎo)軌做勻加速運動.牛頓第二定律：mgsin 0 -心 mgc

40、os 0 =ma22a=g (sin 0 a cos 0) =108 (0.5 x 0.8 m/s =2m/sBqLs=BL (' j玩m 2則磁感應(yīng)強度與時間變化關(guān)系：E二二.寸斗+裝” 2+t1所以：(1)金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.44;(2) cd離NQ的距離2m；(3)金屬棒滑行至 cd處的過程中，電阻 R上產(chǎn)生的熱量 0.08J ;(4)若將金屬棒滑行至 cd處的時刻記作t=0 ,從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強度B應(yīng)怎樣隨時間t變化為5=-2+2t+ t點評：本題考查了牛頓運動定律、閉合電路毆姆定律，安培力公式、感應(yīng)電動勢公式，

41、還有動能定理.同時當金屬棒速度達到穩(wěn)定時，則一定是處于平衡狀態(tài)，原因是安培力受到速度約束的.還巧妙用磁通量的變化去求出面積從而算出棒的距 離.最后線框的總磁通量不變時，金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流是解題的突破點.2. ( 2015?濰坊校級模擬)如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為8,間距為L.導(dǎo)軌上端接有平行板電容器，電容為 C .導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為 心，重力加速度大小為 g ,忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求

42、：(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系.Word資料考點：專題:分析:及牛頓第二定律來求出速度與時間的關(guān)系.導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；力的合成與分解的運用； 牛頓第二定律； 電容.壓軸題；電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題.c二q相結(jié)合求出電荷量(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，求出感應(yīng)電動勢；再與與速度的關(guān)系式.(2)由左手定則來確定安培力的方向，并求出安培力的大??；借助于解答:解：(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v,則感應(yīng)電動勢為 E=BLv,平行板電容器兩極板之間的電勢差為U=E ,設(shè)此時電容器極板上積累的電荷量為Q ,聯(lián)立可得，Q=CBLv(2)設(shè)

43、金屬棒的速度大小為v時，經(jīng)歷的時間為 t,通過金屬棒的電流為i,金屬棒受到的磁場力方向沿導(dǎo)軌向上，大小為f產(chǎn)BLi,Q,設(shè)在時間間隔（t, t+ At）內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為則4 Q=CBLA v,按定義有: Q也是平行板電容器極板在時間間隔（ t, t+ A t ）內(nèi)增加的電荷量, 由上式可得，Av 為金屬棒的速度變化量， 金屬棒所受到的摩擦力方向沿導(dǎo)軌斜面向上，大小為：f2= a N,式中，N是金屬棒對于導(dǎo)軌的正壓力的大小,有 N=mgcos 0 ,金屬棒在時刻t的加速度方向沿斜面向下，設(shè)其大小為 a ,根據(jù)牛頓第二定律有：mgsinf1 &f2=ma ,聯(lián)立上此式可得:sin 8

44、 - Ji cos 日)由題意可知，金屬棒做初速度為零的勻加速運動，t時刻金屬棒的速度大小為MB%2c答：（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系為Q=CBLv ;（2）金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系m (sin 8 - P-ens T )名，njbB2L3C點評:本題讓學(xué)生理解左手定則、安培力的大小、法拉第電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、及運動學(xué)公式，并相互綜合來求解.3. （2014秋？西湖區(qū)校級月考）如圖，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面（紙面）.在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域， 在圓上的b點離開該區(qū)

45、域，離開時速度方向與直線垂直.圓心 O到直線的距離為 -K.現(xiàn)將磁場換為平行于紙面且5垂直于直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區(qū)域，也在 b點離開該區(qū)域.若磁感應(yīng)強度大小為B,不計重力，求電場強度的大小.考點：法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁場.專題：壓軸題.分析：通過帶電粒子在磁場中做圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系求出軌道半徑的大小.帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，結(jié)合在沿電場方向上做勻加速直線運動和垂直于電場方向做勻速直線運動，求出電場強度與磁感應(yīng)強度的大小關(guān)系.解答:解：粒子在磁場中做圓周運動. 設(shè)圓周的半徑為r,由牛頓第二定律和洛侖茲力2公式得""E式中v為粒

46、子在a點的速度.過b點和O點作直線的垂線，分別與直線交于c和d點.由幾何關(guān)系知，線段ac、be和過a、b兩點的軌跡圓弧的兩條半徑 (未畫出)圍成一正方形.因此-設(shè)W二K,由幾何關(guān)系得4r =J1R+X 在常取=7聯(lián)立式得 r=1R 5再考慮粒子在電場中的運動.設(shè)電場強度的大小為E,粒子在電場中做類平拋運動.設(shè)其加速度大小為 a ,由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得qE=ma6粒子在電場方向和直線方向所走的距離均為r,有運動學(xué)公式得=一丁r=vtr=vt 2式中t是粒子在電場中運動的時間.聯(lián)立式得E=14qKB5m2答：電場強度的大小為.5m點評:解決本題的關(guān)鍵掌握帶電粒子在磁場中磁偏

47、轉(zhuǎn)和在電場中電偏轉(zhuǎn)的區(qū)別，知道 磁偏轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，電偏轉(zhuǎn)做類平拋運動.4. ( 2014?秦州區(qū)校級模擬)如圖所示，兩根足夠長且平行的光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成53。夾角固定放置，導(dǎo)軌間連接一阻值為 6Q的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計.在兩平行虛線 m、n間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.導(dǎo)體棒 a的質(zhì)量為ma=0.4kg ,電阻Ra =3 Q ；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m b =0.1kg ,電阻Rb =6 Q；它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好.a、b從開始相距L0=0.5m處同時將它們由靜止開始釋放，運動過程中它們都能勻速穿過磁場區(qū)域，當 b剛穿出磁場時，a正好進入磁場(g取

48、10m/s 2,不計a、 b之間電流的相互作用).求：(1)當a、b分別穿越磁場的過程中，通過R的電荷量之比；(2)在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小之比;(3)磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為多大；(4)在整個過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱.考點專題分析法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化.壓軸題；電磁感應(yīng) 功能I可題.(1)導(dǎo)體棒進入磁場切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路出現(xiàn)感應(yīng)電流,則由法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律，可推出通過導(dǎo)體棒的電量表達請.心 R總(2)兩棒勻速穿越磁場的過程中，安培力等于重力的分力.a棒勻速通過時,a棒相當于電源，求出總電阻，b棒勻速通過時，b

49、棒相當于電源，求出總電阻.根據(jù)BIL二2 "=mgsin 0 ,求出速度比. R -(3)當b棒到達m時，兩棒的速度相等，設(shè) b棒通過磁場的時間為 t,則a棒到達m的速度va=vb+gsin53 ° t又d=v bt,根據(jù)兩棒勻速運動的速度關(guān)系，求出兩速度，再根據(jù) 說 - p襄L 口，可求出m點到n點的距離.解答:閉合電路歐姆定律:法拉第電磁感應(yīng)定律:在b穿越磁場的過程中，b是電源，a與R是外電路，電路的總電阻 R總1=8 Q,通過R的電荷量為QRb二總同理a棒在磁場中勻速運動時R總2=6 Q ,通過 R 的電荷量為 <1- 二! q 已2 心3 2 R總？可得：q

50、Ra: q Rb=2 : 1(4)在a穿越磁場的過程中，因 a棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，可求出對應(yīng) 的安培力做功，同理 b棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而求出安培力做功， 則兩棒整個過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱為兩者之和.(2)設(shè)b在磁場中勻速運動的速度大小為Vb,則b中的電流EL%R總i由以上兩式得:R總】=nibgsirL53o同理a棒在磁場中勻速運動時n2T 2B L v可得Va : Vb=3 ： 1(3)設(shè)a、b穿越磁場的過程中的速度分別為va和vb,由題意得：Va=Vb+gsin53 ° t勻速直線運動，則有d=V bt因為 p： 一 第/L 口解得：d=0.25m(4)安培力大

51、小 F安a=magsin53 ° ,安培力做功：Wa=magdsin53 ° =0.8J同理 Wb=m bgdsin53 ° =0.2J在整個過程中，電路中共產(chǎn)生多少焦耳熱Q=Wa+Wb=1J答：(1)當a、b分別穿越磁場的過程中，通過 R的電荷量之比為 2: 1；(2)在穿越磁場的過程中，a、b兩導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小之比為3:1；(3)磁場區(qū)域沿導(dǎo)軌方向的寬度d為0.25m ；(4)在整個過程中，產(chǎn)生的總焦耳熱1J.點評：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地對a、b棒進行受力分析，根據(jù)受力情況判斷物體的運動情況.以及知道在勻速運動時，安培力等于重力沿斜面方向的分力.5.

52、 ( 2014?鄲縣校級模擬)如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m .導(dǎo)軌電阻忽略不計，其間連接有固定電阻R=0.40 Q.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量 m=0.10kg、電阻r=0.20 。勺金屬桿ab ,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下.用一外力F沿水平方向拉金屬桿 ab ,使之由靜止開始運動，電壓傳感器可將 R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，獲得電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.0 IKS I D .5 2.0甲Z.(1)試證明金屬桿做勻加速直線運動，并計算加速度的大??；(2)求第2s末外力F的瞬時功率；(3

53、)如果水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功 W=0.35J ,求金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱.考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；牛頓第二定律；能量守恒定律；楞次定律.專題：壓軸題；電磁感應(yīng)功能I可題.(1)由乙圖提到電壓與時間的表達式.根據(jù) E=BLv、I一、U=IR推導(dǎo)出速度與時間的關(guān)R+r系式，即可證明金屬桿做勻加速直線運動，并求出加速度的大小.(2)由速度公式求出 2s末桿的速度，由 E=BLv、1上、F安=81結(jié)合求出桿所受的安培力R+r|大小，由牛頓第二定律求出外力F,即能求出外力的功率.(3)水平外力從靜止開始拉動桿2s所做的功 W=0.35J ,外界有0.35J的能量轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能和

54、桿的動能，根據(jù)能量守恒定律求出電路中產(chǎn)生的焦耳熱，由焦耳定律求出金屬桿上產(chǎn) 生的焦耳熱.解答:解：(1)由圖乙可得 U=kt , k=0.10V/s .設(shè)路端電壓為 U,金屬桿的運動速度為 v,則感應(yīng)電動勢 E=BLv,通過電阻R的電流二工R+r電阻R兩端的電壓U= J解得k (Rh?)<j- tBLR因為速度與時間成正比，所以金屬桿做勻加速運動，加速度為k (R+r)TIT T-(2)在 2s 末，速度 v2=at=2.0m/s ,電動勢 E=BLv2,通過金屬桿的電流為R+r金屬桿受安培力(BL)"解得：F 安=7.5 X 10 2N設(shè)2s末外力大小為F2,由牛頓第二定律， F2 F安=ma ,解得：F2=1.75 X 102N故2s末時F的瞬時功率 P=F2V 2=0.35W點評:(3)設(shè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為 Q,由能量守恒定律,W=Q+/m 君解得：Q=0.15J電阻R與金屬桿的電阻r串聯(lián)，產(chǎn)生焦耳熱與電阻成正比運用合比定理得，%+Q jR+二 而Q r+Q r=Q* M故在金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱I或R丘/解得：Qr=5.0 X 10 2J答：(1)證明見上.金屬桿做勻加速直線運動的加速度大小為1m/s 2；(2)第2s末外力F的瞬時功率為 0.35W ;(3)金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為5.0義10 2J