如图所示，固定于同一水平面内的光滑、平行长直金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接有...

如图所示，固定于同一水平面内的光滑、平行长直金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接有定值电阻。粗细和材质均匀的金属杆MN在与其垂直的水平恒力作用下，在导轨上匀速向右运动；金属杆MN始终与导线框形成闭合电路，其长度恰好等于平行轨道的间距，导轨电阻不计。

（1）已知匀强磁场的磁感强度为B，金属杆MN的长度为L，速度为v。

a．请通过法拉第电磁感应定律推导证明，金属杆MN切割磁感线产生的电动势。

b．请结合电源电动势定义式推导证明，金属杆MN切割磁感线产生的电动势。

（2）已知定值电阻的阻值为R，金属杆MN的电阻为r，水平恒力为F，某段时间内，金属杆MN向右运动距离为x。

a．请结合能量守恒定律，求这段时间内金属杆MN上产生的热量Q；

b．经典物理学认为，在金属导体中，定向移动的自由电子频繁地与金属离子发生碰撞，把定向移动的动能不断传递给金属离子，使金属离子的热振动加剧，因而导体的温度升高。在考虑大量自由电子的统计结果时，电子与金属离子的碰撞结果可视为导体对电子有连续的阻力。

展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型，并在此基础上求这段时间内金属杆MN上产生的热量Q。

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如图所示，两平行的光滑导轨固定在同一水平面内，两导轨间距离为L，金属棒ab垂直于导轨，金属棒两端与导轨接触良好，在导轨左端接入阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。与R相连的导线、导轨和金属棒的电阻均可忽略不计。用平行于导轨向右的大小为F的力拉金属棒，使金属棒以大小为v的速度向右匀速运动，（ ）

A. 金属棒ab相当于电源，其a端相当于电源负极

B. 拉力F=

C. 回路中的感应电流沿顺时针方向流动

D. 定值电阻消耗的电功率P=Fv

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如图所示，两平行的光滑导轨固定在同一水平面内，两导轨间距离为L，金属棒ab垂直于导轨，金属棒两端与导轨接触良好，在导轨左端接入阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。与R相连的导线、导轨和金属棒的电阻均可忽略不计。用平行于导轨向右的大小为F的力拉金属棒，使金属棒以大小为v的速度向右匀速运动（　　）

A. a端电势低于b端电势 B. 拉力

C. 回路中的感应电流沿顺时针方向流动 D. 定值电阻消耗的电功率

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高三物理填空题中等难度题查看答案及解析

如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：

⑴导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；

⑵开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；

⑶导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

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如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：

1.导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；

2.开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；

3.导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

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如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l＝2m，整个装置处于磁感应强度大小B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r＝0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v＝2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：

⑴导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；

⑵开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；

⑶导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q

高三物理计算题简单题查看答案及解析

如图，顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上，导轨MO、NO的长度相等，M、N两点间的距离l=2m，整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下，从MN处以速度v=2m/s沿导轨向右匀速滑动，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：

（1）导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小；

（2）开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q；

（3）导体棒通过整个金属导轨的过程中产生的焦耳热Q。

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如图所示，两根光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上，左端接有阻值R=4Ω的电阻，处于方向竖直向下的匀强磁场（磁场足够大）中．在导轨所在平面内，垂直于导轨放一质量m=0．5kg的金属杆，接在导轨间的金属杆电阻r=1Ω，金属杆与导轨接触良好，导轨足够长且电阻不计．平面内恒力F=0．5N垂直作用于金属杆上，金属杆沿导轨方向向右做匀速运动，此时电阻R上的电功率P=4W．求：

（1）通过电阻R的电流的大小和方向；

（2）金属杆向右匀速运动时的速度大小．

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