(2011年福州质检)如图9－3－15所示，两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长．两金属杆a

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(2011年福州质检)如图9－3－15所示，两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，且都是足够长．两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．回路总电阻为R，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．现使杆ab受到F＝5.5＋1.25t(N)的水平外力作用，从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动，杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动．已知：l＝2 m，m_ab＝1 kg，m_cd＝0.1 kg，R＝0.4 Ω，μ＝0.5，g取10 m/s².求：

图9－3－15
(1)磁感应强度B的大小；
(2)cd杆下落过程达最大速度时，ab杆的速度大小．

答案

（1）B＝0.5 T（2）0.8 m/s

解析

(1)对ab杆： f₁＝μm_abg＝5 N
当t＝0时，a＝

解得a＝0.5 m/s²
所以杆由静止开始以a＝0.5 m/s²的加速度沿导轨匀加速运动

F_安＝BIl
E＝Blv
I＝

F_安＝

根据牛顿第二定律F－F_安－f₁＝m_aba
联立以上各式，解得

＝1.25t
代入数据，解得 B＝0.5 T
(2)当cd杆达到最大速度时，cd杆受力平衡
即m_cdg＝f₂＝μF′_安
F′_安＝BI′L＝

联立以上两式并代入数据，解得v′＝0.8 m/s.
答案：见解析

举一反三

如图所示，在竖直平面内有水平向右的匀强电场，同一竖直平面内水平拉直的绝缘细线一端系一带正电的小球，另一端固定于O点，已知带电小球受到的电场力大于重力，小球由静止释放，到达图中竖直虚线前小球做（）

A．平抛运动	B．圆周运动
C．匀加速直线运动	D．匀变速曲线运动

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一带电质点从图中的A点竖直向上以速度v₀射入一水平方向的匀强电场中，质点运动到B点时，速度方向变为水平，已知质点质量为m，带电荷量为q，A、B间距离为L，且AB连线与水平方向成θ＝37°角，质点到达B后继续运动可到达与A点在同一水平面上的C点(未画出)，则(　　)

A．质点在B点的速度大小为

v₀
B．匀强电场的电场强度大小为

C．从A到C的过程中，带电质点的电势能减小了

D．质点在C点的加速度大小为

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如图（a）所示，两根足够长的水平平行金属导轨相距为L＝0.5 m，其右端通过导线连接阻值R＝0.6Ω的电阻，导轨电阻不计，一根质量为m＝0.2 kg、阻值r＝0.2Ω的金属棒ab放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，金属棒与导轨间的动摩擦因数m＝0.5。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，取g＝10m/s²。若所加磁场的磁感应强度大小恒为B，通过小电动机对金属棒施加水平向左的牵引力，使金属棒沿导轨向左做匀加速直线运动，经过0.5s电动机的输出功率达到P＝10W，此后电动机功率保持不变。金属棒运动的v～t图像如图（b）所示，试求：

（1）磁感应强度B的大小；
（2）在0～0.5s时间内金属棒的加速度a的大小；
（3）在0～0.5s时间内电动机牵引力F与时间t的关系；
（4）若在0～0.3s时间内电阻R产生的热量为0.15J，则在这段时间内电动机做的功。

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如图所示，abcd为质量M＝2 kg的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m＝0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上，PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f（竖直立柱光滑，且固定不动），导轨处于匀强磁场中，磁场以

为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为B＝0.8 T．导轨的bc段长l＝0.5 m，其电阻r＝0.4Ω，金属棒的电阻R＝0.2Ω，其余电阻均可不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数m＝0.2．若在导轨上作用一个方向向左、大小为F＝2N的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度g取