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（16分）如圖所示，兩根光滑的平行金屬導軌MN、PQ處于同一水平面內，相距L=0.5m，導軌的左端用R=3

的電阻相連，導軌電阻不計，導軌上跨接一電阻r=1

的金屬桿ab，質量m=0.2kg，整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=2T，現對桿施加水平向右的拉力F=2N，使它由靜止開始運動，求：

（1）桿能達到的最大速度多大?
（2）若已知桿從靜止開始運動至最大速度的過程中，R上總共產生了10.2J的電熱，則此過程中金屬桿ab的位移多大?

（3）接（2）問，此過程中流過電阻R的電量？經歷的時間？

（1） v=

（2）s=10m
（3）t =2.05s

（1）由題意得：

, v=

……(4分)
（2）由

Q=3.4J........................(2分)
FS=

，代入得：s=10m............(4分)
（3）電量q=

.............(3分)
該過程由動量定理：FL

qBL=mv

0 得t =2.05s................(3分)

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相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（19分）如圖所示，正方形導線框abcd的質量為m、邊長為l，導線框的總電阻為R。導線框從垂直紙面向里

的水平有界勻強磁場的上方某處由靜止自由下落，下落過程中，導線框始終在與磁場垂直的豎直平面內，cd邊保持水平。磁場的磁感

應強度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場上、下兩個界面水平距離為l。已知cd邊剛進入磁場時線框恰好做勻速運動。重力加速度為g。
（1）求cd邊剛進入磁場時導線框的速度大小。
（2）請證明：導線框的cd邊在磁場中運動的任意瞬間，導線框克服安培力做功的功率等于導線框消耗的電功率。
（3）求從導線框cd邊剛進入磁場到ab邊剛離開磁場的過程中，導線框克服安培力所做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長的平行光滑導軌，導軌間距L為0.5m，導軌左端連接一個2Ω的電阻R，將一根質量m為0.4 kg的金屬棒c d垂

直地放置導軌上，且與導軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導軌的電阻不計，整個裝置放在磁感強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下，現對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動．當棒的速度達到1 m/s時，拉力的功率為0.4w，此刻t＝0開始計時并保持拉力的功率恒定，經一段時間金屬棒達到穩定速度，在該段時間內電流通過電阻R做

的功為1.2 J．試求：
（1）金屬棒的穩定速度；
（2）金屬棒從開始計時直至達到穩定速度所需的時間；
（3）在乙圖中畫出金屬棒所受拉力F隨時間t變化的大致圖象；
（4）從開始計時直至達到穩定速度過程中，金屬棒的最大加速度為多大？并證明流過金屬棒的最大電量不會超過2.0C．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，勻強磁場方向垂直紙面向里，導體棒AB在金屬框上向右運動；以下說法正確的是

A．AB中無電流

B．AB中有電流，方向由A向B

C．AB中有電流，方向由B向A

D．AB中有電流，方向時而由A向B，時而由B向A

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在空中有一水平方向的勻強磁場區域，區域上下邊緣間距離為h，磁感應強度為B，有一寬度為b（b<h）、長度為L、電阻為R、質量為m的矩形導體線圈緊貼磁場區域上邊緣從靜止起豎直下落，當線圈的PQ邊到達磁場下邊緣時，恰好開始做勻速運動。求：
（1）線圈的M、N邊剛好進入磁場時，線圈的速度大小。
（2）線圈從開始下落到剛好完全進入磁場所經歷的時間。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖 3-6-15 所示，質量為 m、邊長為 l 的正方形線框，在豎直平面內從有界的勻強磁場上方由靜止自由下落.線框電阻為 R，勻強磁場的寬度為 H（l<H)，磁感應強度為 B.線框下落過程中 ab 邊始終與磁場邊界平行且水平.已知 ab 邊剛進入磁場和剛穿出磁場時線框都作減速運動，加速度大小都是

g.求：

圖3-6-15
（1）ab 邊剛進入磁場與 ab 邊剛出磁場時的速度；
（2）線框進入磁場的過程中產生的熱量；
（3）cd 邊剛進入磁場時線框的速度.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，線圈面積S=1.414×10^-2m²，共20匝，總電阻r=0.8Ω，勻強磁場的磁感應強度B＝0.5T，線圈繞OO′軸以某一角速度勻速轉動時，標有“24V 30W” 的燈泡L正常
發光，則線圈轉動過程中產生的電動勢最大值為__________V，線圈轉動的角速度為__________rad/s．