如图所示，竖直放置的足够长平行光滑金属导轨ab、cd，处在垂直导轨平面向里的水平匀强磁场中，其上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻；质量为m=0.01kg、电 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：江苏模拟题难度：来源：

如图所示，竖直放置的足够长平行光滑金属导轨ab、cd，处在垂直导轨平面向里的水平匀强磁场中，其上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻；质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒MN紧贴在导轨上，保持良好接触。现使金属棒MN由静止开始下滑，通过位移传感器测出下滑的位移大小与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取l0m/s²。试求：

（1）当t=1.0s瞬间，电阻R两端电压U大小；
（2）金属棒MN在开始运动的前1s内，电阻R上产生的热量；
（3）从开始运动到t=1.0s的时间内，通过电阻R的电量。

答案

解：（1）从位移与时间关系数据可知，从0.8s以后，金属棒MN已经做匀速运动，速度大小为
v_m=

m/s
又当匀速运动时，应有：

所以Bl=0.1
故在t=1.0s瞬间，电阻R两端电压U=

0.4V
（2）金属棒MN下滑1s的过程中，由动能定理
mgx－W_安=

所以W_安=0.158J
电阻R上产生的热量为Q=

0.09J
（3）通过电阻R的电量为

核心考点

试题【如图所示，竖直放置的足够长平行光滑金属导轨ab、cd，处在垂直导轨平面向里的水平匀强磁场中，其上端连接一个阻值为R=0.40Ω的电阻；质量为m=0.01kg、电】；主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]

举一反三

如图甲所示，长方形金属框abcd（下面简称方框）。各边长度为ac=bd=1/2、ab=cd=l，方框外侧套着一个内侧壁长分别为l/2及t的u形金属框架MNPQ（下面简称U形框），U形框与方框之间接触良好且无摩擦。两个金属框的质量均为m，PQ边、ab边和cd边的电阻均为r，其余各边电阻可忽略不计，将两个金属框放在静止在水平地面上的矩形粗糙平面上，将平面的一端缓慢抬起，直到这两个金属框都恰能在此平面上匀速下滑，这时平面与地面的夹角为θ，此时将平面固定构成一个倾角为θ的斜面，已知两框与斜面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，在斜面上有两条与斜面底边垂直的、电阻可忽略不计，且足够长的光滑金属轨道，两轨道间的宽度略大于l，使两轨道能与U形框保持良好接触，在轨道上端接有电压传感器并与计算机相连，如图乙所示，在轨道所在空间存在垂直于轨道平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
（1）若将方框固定不动，用与斜面平行，且垂直PQ边向下的力拉动U形框，使它匀速向下运动，在U形框与方框分离之前，计算机上显示的电压为恒定电压U_o，求U形框向下运动的速度；
（2）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给U形框垂直PQ边沿斜面向下的初速度v₀，如果U形框与方框能不分离而一起运动，求在这一过程中电流通过方框产生的焦耳热；
（3）若方框开始时静止但不固定在斜面上，给U形框垂直PQ边沿斜面向下的初速度3v₀，U形框与方框将会分离，求在二者分离之前U形框速度减小到2v₀时，方框的加速度。
注：两个电动势均为E、内阻均为r的直流电源，若并联在一起，可等效为电动势仍为E，内电阻为r/2的电源；若串联在一起，可等效为电动势为2E，内电阻为2r 的电源。

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如图所示，宽度为L=0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨的一端连接阻值为的电阻，导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.50t，一根质量为m=10g，电阻的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好，现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连，将重物从图示位置由静止释放，当导体棒ab到达cd时，钩码距地面的高度为h=0.3m。已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10m/s的匀速直线运动，导轨电阻可忽略不计，取g=10m/s²。求：
（1）导体棒ab在磁场中匀速运动时，闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）挂在细线上的钩码的重力大小；
（3）求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量。

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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=0.30m，导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻

导轨上停放一质量m=0.10kg，电阻

的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。
（1）利用上述条件证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；
（2）求第2s末外力F的瞬时功率；
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功W=0.35J，求金属杆上产生的焦耳热。

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如图甲所示，固定在水平面内的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好，在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他部分电阻忽略不计。现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆在框架上由静止开始向右滑动，运动中杆ab始终垂直于框架。图乙为一段时间内金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则下图中可以表示此段时间内外力F随时间t变化关系的图象是

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题型：吉林省模拟题难度：| 查看答案

如图甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界，MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L₁=0.2m，电阻R=2

的矩形线圈abcd。t=0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过时间1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示。
（1）求线圈bc边刚进入磁场时的速度v_l和线圈在第1s内运动的距离x_1；（2）写出第2s内变力F随时间t变化的关系式；
（3）求出线圈ab边的长度L_2。

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