如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距，电阻，导轨上停放一质量、电阻的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应

题型：河北省模拟题难度：来源：

如图（a）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距

，电阻

，导轨上停放一质量

、电阻

的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度

的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示。
（1）试分析说明金属杆的运动情况；
（2）求第2s末外力F的瞬时功率。

答案

解：（1）金属杆速度为v时，电压表的示数应为

则

由题图可知：

故金属杆的加速度应恒定，即金属杆应水平向右做匀加速直线运动
（2）由（1）可得：

则第2s末杆的速度：

此时杆受到的安培力：

由牛顿第二定律得：

则

故外力F的功率

举一反三

如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t₀时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间t变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小及t₀时刻线框的速率v为

[ ]

A．

B．

C．

D．

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如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直方向的磁场中，整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4……组成，磁感应强度B₁、B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。导轨左端MP间接一电阻R，质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，不计导轨的电阻。现对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v₀向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域。
（1）求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q；
（2）求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W；
（3）规定棒中从a到b的电流方向为正，画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象；
（4）求棒ab穿越n个磁场区域的过程中通过电阻R的净电荷量q。

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如图所示，倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c"e"，与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a"b"c"分别相切于c和c"点，两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ=45°，e和e"间接有阻值为R的电阻，矩形cc"d"d区域内存在与该平面垂直的磁场，磁感应强度

，式中x为沿直轨道向下离开边界dd"的距离，且

，长度也为L、阻值为R的导体棒在外力作用下，从磁场边界dd"沿直轨道向下匀速通过磁场，到达边界cc"时撤去外力，导体棒恰能沿圆弧轨道通过最高处aa"，金属轨道电阻及空气阻力均不计，重力加速度为g，求：
（1）导体棒通过aa"时速度υ的大小；
（2）导体棒匀速通过磁场时速度υ₀的大小；
（3）导体棒匀速通过磁场过程中棒上产生的热量Q。

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如图所示为两根间距不等的光滑金属导轨MN、PQ，它们水平放置在竖直向下的匀强磁场中。导轨的一端接入电阻

=10Ω和电流表，另一端接入电阻

=5Ω。质量为m=0.1kg的金属棒横放在导轨上。当它以初速度

=4m/s从ab处滑到a′b′处，用时t=0.08s。导轨间距

=0.4m，

=0.8m。若金属滑动时电流表读数始终不变。不计电流表棒与导轨的电阻和摩擦。试求：
（1）电流表的读数；
（2）磁感应强度。

题型：湖北省模拟题难度：| 查看答案

如图所示，竖直放置的足够长平行光滑金属导轨ab、cd，处在垂直导轨平面向里的水平匀强磁场中，其上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻；质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒MN紧贴在导轨上，保持良好接触。现使金属棒MN由静止开始下滑，通过位移传感器测出下滑的位移大小与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取l0m/s²。试求：

（1）当t=1.0s瞬间，电阻R两端电压U大小；
（2）金属棒MN在开始运动的前1s内，电阻R上产生的热量；
（3）从开始运动到t=1.0s的时间内，通过电阻R的电量。

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