如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg，电阻为r=0.1 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：北京模拟题难度：来源：

如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg，电阻为r=0.1Ω的金属杆ab，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下。现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表示数U随时间t的变化关系如图乙所示。求：
(1)运动速度随时间t的变化关系式；
(2)金属杆运动的加速度；
(3)第5秒末外力F的功率。

答案

解：(1)杆在F的作用下，做切割磁感应线运动，设其速度为v，杆就是电源，设产生的感应动势为E
根据闭合电路的知识可知，电压表的示数为

代入数据得：U_V=0.08v(V) ①
由图中可知电压随时间变化的关系为U_V=0.4t(V)   ②
由①②得杆的运动速度为v=5t(m／s)
(2)由速度关系式说明金属杆做初速度为零的匀加速运动，加速度为a=5m/s²(3)在t=5s时，由②得：U_V=2(V)，回路中的电流强度为

A
F_B=BIl=0.5×5×0.2=0.5N
由对杆应用牛顿第二定律得：F-F_B=ma，则F=F_B+ma=0.5+0.1×5=1.0N
此时杆的速度为v=at=5×5=25m／s
所以，拉力的功率为P=Fv=1.0×25=25W

核心考点

试题【如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.2m，电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg，电阻为r=0.1】；主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B。边长为L的正方形金属abcd（下简称方框）放在光滑的水平面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U型金属框架MNPQ（下简称U型框），U型框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r。
（1）将方框固定不动，用力拉动U型框使它以速度v₀垂直NP边向右匀速运动，当U型框的MQ端滑至方框的最右侧（如图所示）时，方框上的bc两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？
（2）若方框不固定，给U型框垂直NP边向右的初速度v₀，如果U型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少？
（3）若方框不固定，给U型框垂直NP边向右的初速度v(v>v₀)，U型框最终将与方框分离。如果从U型框和方框不再接触开始，经过时间t方框最右侧和U型框最左侧距离为s。求两金属框分离时的速度各为多大？

题型：四川省模拟题难度：| 查看答案

如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R的电阻，两导轨相距为L，其间有竖直向下的匀强磁场。质量为m、长度为L、电阻为R₀的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。在CD的中点处用大小为F平行于MN向右的水平恒力拉CD从静止开始运动s的位移，导体棒CD的速度恰好达到最大速度v_m。
（1）试判断通过电阻R的电流方向；
（2）求磁场磁感应强度B的大小；
（3）求此过程中电阻R上所产生的热量。

题型：广东省模拟题难度：| 查看答案

如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t= 0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t = t₀，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线，不计摩擦阻力。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小和感应电流方向分别为

[ ]
A、

B、

C、

D、

题型：浙江省月考题难度：| 查看答案

如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨。间距d=0.5m，导轨右端连接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m。在t=0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置的整个过程中，小灯泡的亮度始终没有发生变化。已知ab金属棒电阻为1Ω。求：
(1)通过小灯泡的电流强度；
(2)恒力F的大小；
(3)金属棒的质量。

题型：福建省期中题难度：| 查看答案

正方形闭合线圈置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线圈电阻不能忽略。用力将线框分别以速度

、

匀速拉出磁场，且

，在这两个过程中，通过导线横截面的电荷量

= ，线框中产生的焦耳热

= ，线框所受安培力大小

。

题型：新疆自治区期中题难度：| 查看答案

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