[题目]如图所示.一个足够长的“U 形金属导轨NMPQ固定在水平面内.导轨间距L＝0.50 m.一根质量为m＝0.50 kg的匀质金属棒ab横跨在导轨上且接触良好.abMP恰好围成一个正方形．该导轨平面处在磁感应强度方向竖直向上.大小可以随时间变化的匀强磁场中.ab棒与导轨间的滑动摩擦力为Ff＝1.0 N(最大静摩擦力等于滑动摩擦力).� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，导轨间距L＝0.50 m，一根质量为m＝0.50 kg的匀质金属棒ab横跨在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形．该导轨平面处在磁感应强度方向竖直向上、大小可以随时间变化的匀强磁场中，ab棒与导轨间的滑动摩擦力为Ff＝1.0 N(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，棒的电阻为R＝0.10 Ω，其它电阻均不计．开始时，磁感应强度B0＝0.50 T.

(1)若从t＝0时开始，调节磁感应强度的大小，使其以＝0.40 T/s的变化率均匀增加，求经过多长时间ab棒开始滑动；

(2)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t＝0时刻开始，给ab棒施加一个与之垂直且水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，其大小随时间变化的函数表达式为F＝(3＋2.5t)N，求此棒的加速度大小．

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析：（1）以杆为研究对象，当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中产生恒定的感应电流,棒受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到杆所受安培力与最大静摩擦力相等时开始滑动，设磁感应强度对时间的变化率为，则磁感应强度对时间的变化率为

感应电动势

感应电流

磁感应强度

安培力

联立以上方程式，可以得到：。

（2）可证明棒向右作匀加速直线运动，设棒的加速度为，时刻运动的速度为

根据牛顿第二定律得：，安培力：,感应电流：

整理得到：，由题：

联立以上方程式，可以得到：。

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】一个单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直，图中表示穿过线圈平面的磁通量随时间变化的函数图像。图中磁通量的最大值Φmax＝0.20Wb，变化周期T＝0.02s。则由图可知， ( )

A. 线圈中感应电动势的最大值出现在0.005、0.015s各时刻

B. 电流改变方向出现在0.010s、0.020s时刻

C. 根据有Emax＝62.8V

D. 线圈中电动势的有效值是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d=1.0m，右端通过导线与阻值R=2.0Ω的电阻相连，在正方形区域CDGH内有竖直向下的匀强磁场。一质量m=100g、阻值r=0.5Ω的金属棒，在与金属棒垂直、大小为F=0.2N的水平恒力作用下，从CH左侧x=1.0m处由静止开始运动，刚进入磁场区域时恰好做匀速直线运动。不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触. 求：

（1）匀强磁场磁感应强度B的大小；

（2）金属棒穿过磁场区域的过程中电阻R所产生的焦耳热；

（3）其它条件不变，如果金属棒进入磁场时立即撤掉恒力F，试讨论金属棒是否能越过磁场区域并简要说明理由；

（4）接（3）问，试求上述过程中流过电阻R的电量是多少。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，在光滑水平面上，有竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为L的区域内，两个边长均为a（a<L）的单匝闭合正方形线圈甲和乙，分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成，且导线的横截面积S甲 : S乙=1:3。将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界，并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度，若甲线圈刚好能滑离磁场，则（）