如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d = 0.5m，导轨一端接有R = 4.0Ω的电阻。有一质量m = 0.1kg、电阻r = 1.0Ω的金属棒ab - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d = 0.5m，导轨一端接有R = 4.0Ω的电阻。有一质量m = 0.1kg、电阻r = 1.0Ω的金属棒ab与导轨垂直放置。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B = 0.2T。现用水平力垂直拉动金属棒ab，使它以v = 10m/s的速度向右做匀速运动。设导轨足够长。
（1）求金属棒ab两端的电压；
（2）若某时刻撤去外力，从撤去外力到金属棒停止运动，求电阻R产生的热量。

答案

（1）根据法拉第电磁感应定律 E =" Bdv " （3分）
根据欧姆定律 I =

（2分） U =" IR" =" 0.8V " （1分）
（2）由能量守恒，电路中产生的热量 Q =

（3分）
因为串联电路电流处处相等，由Q=I²Rt 可得:

（2分）
代入数据求出：Q_R =" 4.0J " （1分）

解析

略

核心考点

试题【如图，电阻不计的光滑U形导轨水平放置，导轨间距d = 0.5m，导轨一端接有R = 4.0Ω的电阻。有一质量m = 0.1kg、电阻r = 1.0Ω的金属棒ab】；主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]

举一反三

两根平行金属

导轨放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距L，仅在虚线MN下面的空间存在着磁感应强度随高度变化的磁场（在同一水平线上各处磁感应强度相同），磁场方向垂直斜面向下，导轨上端跨接一定值电阻R。质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，金属棒始终与导轨垂直，导轨和金属棒的电阻不计，现将金属棒从O处由静止释放，进入磁场后正好做匀减速运动，刚进入磁场时速度为v，到达P处时速度为0.5v，O点和P点到MN的距离相等，求：

（1）金属棒在磁场中所受安培力F₁的大小；
（2）在金属棒从开始运动到P处的过程中，电阻R上共产生多少热量？
（3）在导轨平面内距MN距离为x处的磁感应强度B_X；

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如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R．在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现

金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由静止开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量．求：
（1）金属框的边长L；
（2）磁场的磁感应强度B；
（3）请分别计算出金属线框在进入和离开磁场的过程中所产生的热量Q₁和Q₂．

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如图所示，两根电阻不计，间距为

的平行金属导轨，一端接有阻值为R的电阻，导轨上垂直搁置一根质量为m．电阻为r的金属棒，整个装置处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中．现给金属棒施一冲量，使它以初速

向左滑行．设棒与导轨间的动摩擦因数为

，金属棒从开始运动到停止的整个过程中，通过电阻R的电

量为q．求：（导轨足够长）
　（1）金属棒沿导轨滑行的距离；
（2）在运

动的整个过程中消耗的电能．

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如图所示，两根不计电阻的金属导线MN与PQ放在水平面内，MN是直导线，PQ的PQ₁段是直导线，Q₁Q₂段是弧形导线，Q₂Q₃段是直导线，MN、PQ₁、Q₂Q₃相互平行，M、P间接入一个阻值R=0.25Ω的电阻。一根质量为1.0 kg不计电阻的金属棒AB能在MN、PQ上无摩擦地滑动，金属棒始终垂直于MN，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。金属棒处于位置（I）时，给金属棒一个向右的速度v₁=4 m/s，同时方向水平向右的外力F₁ ="3" N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动；当金属棒运动到位置(Ⅱ)时，外力方向不变，大小变为F₂，金属棒向右做匀速直线运动，经过时间t ="2" s到达位置(Ⅲ)。金属棒在位置(I)时，与MN、Q₁Q₂相接触于a、b两点，a、b的间距L₁=1 m，金属棒在位置(Ⅱ)时，棒与MN、Q₁Q₂相接触于c、d两点。已知s₁="7.5" m。求：（1）金属棒向右匀减速运动时的加速度大小?
（2）c、d两点间的距离L₂=?
（3）外力F₂的大小？
（4）金属棒从位置(I)运动到位置(Ⅲ)的过程中，电阻R上放出的热量Q=？

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如图所示，两根平行放置的竖直导电轨道处于匀强磁场中，轨道平面与磁场方向垂直。当接在轨道间的开关S断开时，让一根金属杆沿轨道下滑(下滑中金属杆始终与轨道保持垂直，且接触良好）。下滑一段时间后，闭合开关S。闭合开关后，金属杆沿轨道下滑的速度一时间图象可能为，

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