如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中．质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置．在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．
（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N．求
a．导体棒能达到的最大速度大小v_m；
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a．
（2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=2.0m/s²．从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I．

答案

（1）a．导体棒达到最大速度v_m时受力平衡F=F_安m
此时，F安m=B

BLvm

L
解得：v_m=12.5m/s
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，感应电动势E=BLv=1.0V
导体棒上通过的感应电流I=

=2.0A
导体棒受到的安培力F_安=BIL=0.40N
根据牛顿第二定律，解得：a=

F-F安

=1.2m/s2
（2）t=2s时，金属棒的速度v₁=at=4.0m/s
此时，导体棒所受的安培力F安1=

B2L2v1

=0.32N
时间t=2s内，导体棒所受的安培力随时间线性变化，
所以，时间t=2s内，安培力的冲量大小I安=

F安1

t=0.32N•s
对导体棒，根据动量定理I-I_安=mv₁-0
所以，力F的冲量I=mv₁+I_安=2.32N•s
答：
（1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N．a．导体棒能达到的最大速度大小v_m为12.5m/s．
b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a是1.2m/s²．
（2）力F的冲量大小I是2.32N•s．

核心考点

试题【如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应】；主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R₁=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求：
（1）磁场的方向；
（2）S与1接通时，导体棒的发热功率；
（3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最大面积．

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如图所示，间距为L的两根平行金属导轨弯成“L”形，竖直导轨面与水平导轨面均足够长，整个装置处于竖直向上大小为B的匀强磁场中．质量均为m、阻值均为R的导体棒ab、cd均垂直于导轨放置，两导体棒与导轨间动摩擦因数均为μ，当导体棒cd在水平恒力作用下以速度v₀沿水平导轨向右匀速运动时，释放导体棒ab，它在竖直导轨上匀加速下滑．某时刻将导体棒cd所受水平恒力撤去，经过一段时间，导体棒cd静止，此过程流经导体棒cd的电荷量为q（导体棒ab、cd与导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计，已知重力加速度为g），则（　　）

A．导体棒cd受水平恒力作用时流经它的电流I=

BLv0

B．导体棒ab匀加速下滑时的加速度大小a=g-

μB2L2v0

2mR

C．导体棒cd在水平恒力撤去后它的位移为s=

2Rq

D．导体棒cd在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为Q=

μmgRq