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    如图所示，一对平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的电阻，一质量m＝0.2 kg，电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝1.0 T，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动（棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触），当电阻R产生热量Q =" 5.8" J时获得稳定速度，此过程中，通过电阻R的电量q =" 2.8" C（g取10m/s2），求：

    (1)棒MN达到的稳定速度多大？
    (2)棒MN从静止开始到稳定速度的时间是多少？
    （1）2m/s（2）1.5s

    试题分析：（1）当安培力和拉力F,摩擦力相平时，物体速度达到平衡，，，故,即
    又知道
    联立解得稳定时，
    （2）通过R的电路为：,，解得此时杆向前滑动的距离，克服摩擦力做功为，此时动能增加量为：故拉力做功为
    所以拉力做功为，解得
    点评：本题难度较大，是一道电磁感应与电路、运动学相结合的综合题，分析清楚棒的运动过程、做功情况是正确解题的关键．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中(    )
    A．回路中产生的内能不相等
    B．棒运动的加速度相等
    C．安培力做功相等
    D．通过棒横截面的电量相等

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，平行导轨a、b和平行导轨c、d在同一平面内，两导轨分别和两线圈相连接，匀强磁场的方向垂直两导轨所在的平面.金属棒L1和L2可在两导轨上沿导轨自由滑动，棒L2原来静止，用外力使L1向左运动，下列说法中正确的是（    ）
    A．当L1向左匀速运动时，L2将向左运动
    B．当L1向左匀速运动时，L2将向右运动
    C．当L1向左加速运动时，L2将向左运动
    D．当L1向左加速运动时，L2将向右运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会达到最大值vm，则      (       )
    A．如果B增大，vm将变大
    B．如果α增大，vm将变大
    C．如果R增大，vm将变大
    D．如果m减小，vm将变大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在一匀强磁场中有一足够长的U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则
    A．ef将向右匀减速运动
    B．ef运动的加速度越来越小
    C．R的热功率均匀减小
    D．ef减少的动能等于R产生的热量

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图a所示，空间存在B=0.5T，方向竖直的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，对ab施加一个大小为F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且良好接触，图b是棒的速度--时间图像，其中AO是图像在O点的切线，AB是图像的渐近线.除R以外，其余部分的电阻均不计.

    (1) 求R的阻值.
    (2) 当棒的位移为100m时，其速度已经达到了最大速度10m/s，求在此过程中电阻上产生的热量.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为。一个质量为、边长也为的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行。时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置Ⅰ），导线框的速度为。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位
    置Ⅱ），导线框的速度刚好为零。此后，导线框下落，经过一段时间回到初始位置Ⅰ。则   （   ）
    A．上升过程中，导线框的加速度逐渐增大
    B．下降过程中，导线框的加速度逐渐增大
    C．上升过程中，合力做的功与下降过程中合力做的功相等
    D．上升过程中，克服安培力做的功比下降过程中的多

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，有一倾角α=37°的粗糙斜面，斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI=HJ=L=0.5m。有一质量m=0.5Kg的“日”字形匀质导线框abcdef，从斜面上静止释放，释放时ef平行于GH且距GH为4L，导线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.5Ω，其余电阻不计。已知ef边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，不计导线粗细，重力加速度g=10m/s2,求：

    （1）ef边刚进入磁场时的速度v
    （2）匀强磁场的磁感应强度B
    （3）线框从开始运动到ab边穿出磁场过程中ab边发的焦耳热为多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (14分)如图所示，轮轴大轮半径为3r，小轮半径为r，大轮边悬挂质量为m的重物，小轮边悬挂“日”字型线框，线框质量也为m，线框竖直边电阻不计，三根横边边长为L，电阻均为R。水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场宽度与线框横边间距相同，均为h，轮轴质量和摩擦不计。从静止释放重物，线框一进入磁场就做匀速运动。

    （1）判断“日”字型线框最上面的一条边进入磁场时，流经它的电流方向；
    （2）求线框进入磁场的速度大小v；
    （3）求刚释放重物时，线框上边与磁场下边缘的距离H；
    （4）求线框全部通过磁场的过程中产生的热量Q。

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