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    如图1所示，两根不计电阻的光滑导轨ab、cd固定在水平面上，导轨间宽度L=0.4m．空间中存在垂直于导轨平面、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场．ab间接有R=0.1Ω的定值电阻和理想电压表．一根质量m=0.1kg、内阻r=0.4Ω的金属杆与导轨良好接触，在水平外力F作用下从静止起向左运动，先匀加速后匀减速，经过t=4s后停止．加速和减速过程中加速度大小均为a=0.5m/s2．求：
    （1）电压表读数的最大值．
    （2）金属杆在相对轨道滑动的过程中，外力F何时最小？
    （3）若导轨电阻不可忽略，把理想电压表接在右端bc两点间．金属杆从bc端开始以恒定速度1m/s向左滑动到ad端，画出合理的电压表读数U与通过金属杆电流I的关系图．（本小题仅根据图象给分，需要标出关键点的坐标）
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    分析：（1）匀加速直线运动末，速度最大，感应电动势最大，根据E=BLv求出最大感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律求出电压表读数的最大值．
    （2）根据牛顿第二定律，结合闭合电路欧姆定律和切割产生的感应电动势公式，求出外力F随时间的关系式，从而确定何时F最小．
    （3）根据E=BLv求出感应电动势的大小，根据闭合电路欧姆定律求出电压表读数与电流的关系式，从而作出U-I图线．
    解答：解：（1）2s时速度最大．
    vm=a
    t
    2
    =1m/s
    Em=BLvm=0.5×0.4×1=0.2V
    Um=
    R0
    R0+r
    Em=
    0.1
    0.1+0.4
    ×0.2=0.04V    ．
    （2）匀减速阶段，设外力F向左
    FA-F=ma  FA=ILB=
    B2L2[vm-a(t-2)]
    (R+r)
    =0.08-0.04（t-2）
    F=0.03-0.04（t-2）
    外力F先减小后向右增大
    得t=2.75s时，外力F最小为零
    （3）设向左滑动过程中导轨电阻为Rx精英家教网
    电动势E=BLv=0.2V
    电流 I=
    E
    R0+r+RX
         Rx+0.5=
    0.2
    I

    电压表移至bc端，即测路端电压
    所以U=I（R0+Rx）=-0.4I+0.2
    由于初始时U＜0.2V，末状态（即棒运动至ad两端）时，U=
    ER0
    R0+r
    =0.04V．
    答：（1））电压表读数的最大值为0.04V．
    （2）金属杆在相对轨道滑动的过程中，外力F在2.75s时最小，大小为零．
    （3）如图．
    点评：本题综合考查了切割产生的感应电动势公式，以及闭合电路欧姆定律等，综合性较强，对学生能力要求较高，是一道好题．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

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    （1）若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热QR1．；
    （2）当B=0.40T，L=0.50m，α=37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示，求金属棒的电阻r和质量m．（取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

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    （1）写出ab的速度v与它到左端MP的距离x的关系式，并求导体棒的最小速度vmin；
    （2）根据v与x的关系式（图2），计算出与表中x各值对应的v的数值填入表中，然后画出v-x图线．
    x/m 0 0.5 1 1.5 2
    v/ms-1

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    （1）电压表读数的最大值．
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    （3）若导轨电阻不可忽略，把理想电压表接在右端bc两点间．金属杆从bc端开始以恒定速度1m/s向左滑动到ad端，画出合理的电压表读数U与通过金属杆电流I的关系图．（本小题仅根据图象给分，需要标出关键点的坐标）

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    （1）电压表读数的最大值．
    （2）金属杆在相对轨道滑动的过程中，外力F何时最小？
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