如图所示，在与水平方向成θ＝30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B＝0.20T，方向垂直轨道平

题型：陕西省月考题难度：来源：

如图所示，在与水平方向成θ＝30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B＝0.20T，方向垂直轨道平面向上，轨道底端连有电阻R＝10.0×10^－2 Ω。导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好，每根导体棒的质量均为m＝2.0×10^－2 kg，导体棒ab电阻r＝5.0×10^－2 Ω，导体棒cd阻值与R相同。金属轨道宽度l＝0.50m。现先设法固定导体棒cd，对导体棒ab施加平行于轨道向上的恒定拉力，使之由静止开始沿轨道向上运动。导体棒ab沿轨道运动距离为S＝1.0m时速度恰达到最大，此时松开导体棒cd发现它恰能静止在轨道上。取g＝10m/s²，求：
（1）导体棒ab的最大速度以及此时ab两点间的电势差；
（2）导体棒ab从开始到运动距离为S的过程中电阻R上产生的总热量。

答案

解：（1）设导体棒ab中的电流为I，导体棒cd恰能静止在轨道上，有：

由电路电阻关系可知，导体棒ab达最大速度时，有：

此时，U_ab=0.1V
(2)由功能关系，知整个过程中有：

可知Q=0.36J，由能量分配关系可知Q_R=1/4Q=0.09J

举一反三

如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制（Ⅰ为边长短的细导线）．两线圈的下边距磁场上界面高度相同，同由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为V₁、V₂，运动时间分别为T₁、T₂，在磁场中运动时产生的热量分别为Q₁、Q₂．不计空气阻力，则

[     ]
A.V₁<V₂，Q₁<Q₂，T₁>T₂
B.V₁>V₂，Q₁<Q₂，T₁<T₂
C.V₁=V₂，Q₁>Q₂，T₁>T₂
D.V₁=V₂，Q₁<Q₂，T₁=T₂

题型：湖北省月考题难度：| 查看答案

如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距L=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5 Ω，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中．若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则MN杆的下落速度v=____m/s．

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如图所示，倾角θ＝30°、宽度L＝l m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B＝1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量为m＝0.2kg、电阻R=1Ω的放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直)。当ab棒移动2.8m时，获得稳定速度，在此过程中，克服安培力做功为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s²)，求：
（1）ab棒的稳定速度。
（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。

题型：河北省期中题难度：| 查看答案

一个质量m=0.016kg，长L=0.5m，宽d=0.1m，电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h₁=5m高处由静止开始自由下落，进入一个匀强磁场，当线圈的下边刚进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈刚好作匀速直线运动，如图所示，已知线圈ab边通过磁场区域所用的时间t=0.15s。g=10m/s²，求：
（1）磁场的磁感强度B；
（2）磁场区域的高度h₂。