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          如圖所示，相互平行的兩根金屬導軌豎直放置，導軌間距l(xiāng)=20cm，兩導軌頂端連接一開關S。導體棒ab與導軌接觸良好且無摩擦，ab的電阻R=0.4Ω，質量m =10g。整個裝置處在與軌道平面垂直的勻強磁場中，磁感應強度B＝1T。當ab棒由靜止釋放t = 0.8s后，突然接通開關S。不計導軌電阻，不計空氣阻力，設導軌足夠長。g取10m/s2。求：
          


          （1）ab棒的最大速度vm；
          


          （2）ab棒的最終速度vt。
          


          


           
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				【答案】






          （1）vm=8m/s  （2）vt = 1m/s  
          


          【解析】（1）開關接通瞬時ab棒的速度為   
          


          m/s                    
（1分）
          


          此時                       （1分）
          


          求出   F = 0.8N > G                      （1分）
          


          以后棒做減速運動，所以最大速度vm=8m/s  （1分）
          


          （2）開關接通后                   （1分）
          


          


          
 
          
  
  
          
   
          
    
    
    
          B
          
    
              		
   
          
  
          
             		
 
          

          

隨著v減小，F(xiàn)安減小                     

          


          當時，棒勻速，設此時速度為vt       （2分)
          


          解得       vt = 1m/s                      （1分）
          


          本題考查電磁感應與牛頓運動定律的應用，先根據(jù)自由落體運動求出運動速度，根據(jù)法拉第電磁感應定律求出感應電動勢從而求出安培力，當安培力等于重力時速度最大可求出最大速度
          


           
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖所示，相互平行的豎直分界面MN、PQ，相距L，將空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)．Ⅰ、Ⅲ區(qū)有水平方向的勻強磁場，Ⅰ區(qū)的磁感應強度未知，Ⅲ區(qū)的磁感應強度為B；Ⅱ區(qū)有豎直方向的勻強電場（圖中未畫出）．一個質量為m、電荷量為e的電子，自MN上的O點以初速度v0水平射入Ⅱ區(qū)，此時Ⅱ區(qū)的電場方向豎直向下，以后每當電子剛從Ⅲ區(qū)進入Ⅱ區(qū)或從Ⅰ區(qū)進入Ⅱ區(qū)時，電場突然反向，場強大小不變，這個電子總是經(jīng)過O點且水平進入Ⅱ區(qū)．（不計電子重力）
          （1）畫出電子運動的軌跡圖；
          （2）求電子經(jīng)過界面PQ上兩點間的距離；
          （3）若Ⅱ區(qū)的電場強度大小恒為E，求Ⅰ區(qū)的磁感應強度．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          精英家教網(wǎng)如圖所示，相互平行的光滑金屬導軌固定在傾角為θ=30°的絕緣斜面上，相距為L，導軌下端連接一個定值電阻R1，上端通過開關S（S是閉合的）連接一個定值電阻R2．導體棒ab放在導軌上靠近下端的位置，與導軌垂直并接觸良好．在導軌平面上虛線MN以下的區(qū)域內，存在著垂直穿過斜面向上的勻強磁場．現(xiàn)對導體棒施加平行導軌向上的恒定拉力F，使它沿導軌先向上加速運動，在到達虛線MN之前，導體棒已經(jīng)開始做勻速運動，速度大小為v=
          		Lg
          ．當導體棒到達MN時，立即撤去拉力F，導體棒向上運動一段后又向下滑動，在導體棒再次進入磁場前斷開開關S，導體棒進入磁場后又恰好做勻速運動．已知R1=R2=R，導體棒的阻值為r=
          R
          2
          、質量為m，重力加速度為g，導體棒的起始位置曲到MN的距離為2L，導軌電阻不計．求：
          （1）磁感應強度B和拉力F的大��；
          （2）導體棒從ab開始運動到回到初始位置ab的過程中電阻R1產(chǎn)生的熱量Q1；
          （3）若在導體棒ab再次進入磁場時沒有斷開開關S，則導體棒ab將如何運動．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          如圖所示，相互平行的豎直分界面MN、PQ，相距L，將空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū).Ⅰ、Ⅲ區(qū)有水平方向的勻強磁場，Ⅰ區(qū)的磁感應強度未知，Ⅲ區(qū)的磁感應強度為B；Ⅱ區(qū)有豎直方向的勻強電場（圖中未畫出）.一個質量為m、電荷量為e的電子，自MN上的O點以初速度v0水平射入Ⅱ區(qū)，此時Ⅱ區(qū)的電場方向豎直向下，以后每當電子剛從Ⅲ區(qū)進入Ⅱ區(qū)或從Ⅰ區(qū)進入Ⅱ區(qū)時，電場突然反向，場強大小不變，這個電子總是經(jīng)過O點且水平進入Ⅱ區(qū).（不計電子重力）
          1.畫出電子運動的軌跡圖；
          2.求電子經(jīng)過界面PQ上兩點間的距離；
          3.若Ⅱ區(qū)的電場強度大小恒為E，求Ⅰ區(qū)的磁感應強度.
           
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          （2013·天津市五區(qū)縣高三第二次質量調查，11題）（18分）如圖所示，相互平行的長直金屬導軌MN、PQ位于同一水平面上，導軌間距離為d=1m，處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B=0.5T，導軌上與導軌垂直放置質量均為m=0.5kg、電阻均為R=0.8Ω相互平行的導體棒a、b，導體棒與導軌間動摩擦因數(shù)均為μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，不計導軌及接觸處的電阻，認為最大靜摩擦等于滑動摩擦力。如果從t-0開始對導體棒a施加平行于導軌的外力F，使a做加速度為a0=3.2m/s2的勻加速運動，導體棒a、b之間距離最夠大，a運動中始終未到b處。
              
              
          （1）求當導體棒a速度多大時，導體棒b會開始運動
              
          （2）在導體棒b開始運動之前，請推導外力F與時間t之間的關系式
              
          （3）若在導體棒b剛要開始運動時撤去外力F，此后導體棒b產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.12J,求撤去F后，導體棒a運動的最大距離
              
          

			
          

			
          
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