如图所示，U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在的平面垂直，导线MN和PQ足够长，导轨间距L为0.5m，横跨在导

题型：山东省期中题难度：来源：

如图所示，U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在的平面垂直，导线MN和PQ足够长，导轨间距L为0.5m，横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.01Kg，电阻r=0.1 Ω，接在NQ间的电阻R=0.4 Ω，电压表为理想电表，其余电阻不计。若导体棒在F=0.2N水平外力作用下由静止开始向左运动，不计导体棒与导线框间的摩擦。求：
（1）金属棒运动的最大速度v_m多大？此时电压表的示数U是多少？
（2）金属棒的速度V=V_m/4时，金属棒的加速度a为多少？
（3）若在金属棒运动达到最大速度的过程中棒前进了5m，则这个过程整个电路所产生的热量Q是多少？
（4）若某一时刻撤去水平外力，则从该时刻起，通过导体棒的电荷量为0.1C时，此过程中导体棒的位移是多大？（设此过程棒还未停止运动）

答案

解：（1）匀速运动时，物体速度达到最大值，此时物体受力平衡
F=BIL ①

②
①②得V_m=10m/s
（2）物体在匀速之前，为加速度逐渐减小的加速运动
F-BIL=ma ③

④

⑤
③④⑤得

（3）（4）“略”

举一反三

如图所示，将边长为l的正方形闭合线圈以不同速度v₁、v₂向右匀速拉出磁场时(v₁<v₂)，下列结论正确的是

[ ]
A．拉力所做的功W₂>W₁B．拉力的功率P₂>P₁C．流过线框的电荷量Q₂>Q₁D．线框中的感应电流I₂>I₁

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如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：
(1)磁感应强度的大小B；
(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；
(3)流经电流表电流的最大值I_m。

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图甲中的三个装置均在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动，图2中电容器不带电。现使导体棒ab以水平初速度v₀向右运动，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。某同学定性画出了导体棒ab的v-t图像，如图乙所示。则他画出的是

[ ]
A．图1中导体棒ab的v-t图像
B．图2中导体棒ab的v-t图像
C．图3中导体棒ab的v-t图像
D．图2和图3中导体棒ab的v-t图像

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如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=2.0m，R是连在导轨一端的电阻，质量m=1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B=0.50T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA、BC段是直线，AB段是曲线。假设在1.2s以后拉力的功率P=4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响。g取10m/s²。求：
（1）导体棒ab最大速度v_m的大小；
（2）在1.2s~2.4s的时间内，该装置总共产生的热量Q；
（3）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。

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如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为l，导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆到达磁场区域时速度为v，之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力f。求：
（1）导轨对杆ab的阻力大小f；
（2）杆ab中通过的电流及其方向；
（3）导轨左端所接电阻的阻值R。

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