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如圖左下所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上，兩導軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上，并與導軌垂直.整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下，導軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑，導軌和金屬桿接觸良好，不計它們之間的摩擦.

(1)由b向a方向看到的裝置如圖右下所示，請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖；

(2)在加速下滑過程中，當ab桿的速度大小為υ時，求此時ab桿中的電流及其加速度的大小；

(3)求在下滑過程中，ab桿可以達到的速度最大值.

答案：見詳解
解析：

[提示內容]

[詳解內容]

(1)重力mg，方向豎直向下；支持力N，方向垂直斜面向上；安培力F，方向平行斜面向上

(2)

(3)

提示：

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長的平行導軌處在與水平方向成θ角的斜面上，θ=37⁰，導軌電阻不計，間距L=0.3m．在斜面上加有磁感應強度B=1T、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場．導軌底端接一個阻值R=1Ω的電阻．質量m=1kg、電阻r=2Ω的金屬棒ab橫跨在平行導軌間，棒與導軌間的動摩擦因數μ=0.5，金屬棒從距底端高為h₁=2.0m處以平行于導軌向上的初速度v₀=10m/s上滑，滑至最高點時高度為h₂=3.2m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²．
（1）求ab棒上升至最高點的過程中，通過電阻R的電量q和電阻R產生的焦耳熱Q．
（2）若ab棒固定在導軌上的初始位置，磁場按圖乙所示規律變化（2.5×10^-2～7.5×10^-2s內是正弦規律變化），電阻R在一個周期內產生的焦耳熱為Q=5J，取π²=10，求B₀．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導軌相距為L₁=1m，導軌平面與水平面成θ=30°角，上端連接阻值R=1.5Ω的電阻；質量為m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的勻質金屬棒ab放在兩導軌上，距離導軌最上端為L₂=4m，棒與導軌垂直并保持良好接觸．整個裝置處于一勻強磁場中，該勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁感應強度大小隨時間變化的情況如圖乙所示．（g=10m/s²）
（1）保持ab棒靜止，在0～4s內，通過金屬棒ab的電流多大？方向如何？
（2）為了保持ab棒靜止，需要在棒的中點施加了一平行于導軌平面的外力F，求當t=2s時，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金屬棒將由靜止開始下滑，這時用電壓傳感器將R兩端的電壓即時采集并輸入計算機，在顯示器顯示的電壓達到某一恒定值后，記下該時刻棒的位置，測出該位置與棒初始位置相距2.4m，求金屬棒此時的速度及下滑到該位置的過程中在電阻R上產生的焦耳熱．