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    （18分）如图所示，光滑的金属导轨间距为L，导轨平面与水平面成α角，导轨下端接有阻值为R的电阻，质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上，弹簧劲度系数为k，上端固定，弹簧与导轨平面平行，整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．现给杆一沿轨道向下的初速度v0，杆向下运动至速度为零后，再沿轨道平面向上运动达最大速度v1，然后减速为零，再沿轨道平面向下运动……一直往复运动到静止（导轨与金属杆的电阻忽略不计）．试求：

    （1）细杆获得初速度瞬间，通过R的电流I
    （2）当杆速度为v1时离最初静止时位置的距离L1
    （3）杆由初速度v0开始运动直到最后静止，电阻R上产生的焦耳热Q

           

    解析试题分析：（1）细杆获得初速度瞬间，回路中的感应电动势为
              （2分）
    由欧姆定律  
    　          （2分）
    解得           （1分）
    （2）设杆最初静止不动时弹簧伸长x0，由题意
    　　   （2分）
    当杆的速度为v1时弹簧伸长x1，由题意
    　 （2分）
    此时　         （2分）
    而　        （1分）
    解得　        （1分）
    （3）杆最后在初位置静止，由能量守恒定律可得
    考点：本题考查电磁感应定律、牛顿运动定律、能量守恒定律。

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    如图所示，A1与A2是两只相同的电流表，自感线圈L的直流电阻和R相等，开关S闭合的瞬间，A1的示数   于A2的示数，开关S闭合稳定后，A1的示数   于A2的示数，S断开的瞬间，A1的示数   于A2的示数。（填“大”、 “小”、“等”）。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m．宽为d=1m的金属“U”形导轨，在“U”形导轨右侧=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=lm/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取g="10" m/s2)。

    (1)通过计算分析4s内导体棒的运动情况；
    (2)计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；
    (3)计算4s内回路产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距L，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下。当导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上。若两导体棒质量均为m、电阻均为R，导轨电阻不计，重力加速度为g，在此过程中导体棒EF上产生的焦耳热为Q，

    求：
    （1）导体棒MN受到的最大摩擦力；
    （2）导体棒EF上升的最大高度.

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （14分） 如图所示，两根竖直放置的平行光滑金属导轨，上端接阻值R＝3 Ω的定值电阻．水平虚线间有与导轨平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d＝0.3 m．导体棒a的质量ma＝0.2 kg，电阻Ra＝3 Ω；导体棒b的质量mb＝0.1 kg，电阻Rb＝6 Ω.它们分别从图中P、Q处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场．设重力加速度为g＝10 m/s2，不计a、b之间的作用，整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好，导轨电阻忽略不计．求：

    （1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力做的功分别是多少；
    （2）a、b棒进入磁场的速度；
    （3）分别求出P点和Q点距A1的高度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由0.1 T增加到0.5T，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少伏？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （9分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37º，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面斜向左上方的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，求：

    （1）通过导体棒的电流；
    （2）导体棒受到的安培力大小；
    （3）导体棒受到的摩擦力.

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力．

    (1)通过ab边的电流Iab是多大？
    (2)导体杆ef的运动速度v是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如右图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻．导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触．斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场．现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止．当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力， a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨．当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动．已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计．求：

    (1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia与定值电阻R中的电流强度IR之比；
    (2)a棒质量ma；
    (3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.

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