如图所示，宽度L=1.0m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁...

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

如图所示，宽度L=1.0m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1.0T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现牵引力F以恒定功率P使棒从静止开始沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R产生热量Q=7.0J时获得稳定速度，速度大小为3.0m/s，此过程中通过棒的电量q=4.1C。框架电阻不计，g取10m/s²。

求：

（1）当棒的速度到达稳定时，棒ab所受的安培力的大小和方向。

(2) 牵引力F的恒定功率P为多大？

（3）ab棒从静止到稳定速度的时间多少？

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如图甲所示，足够长的两金属导轨水平平行固定，两导轨间距为，电阻不计，且处在竖直向上的磁场中，完全相同的导体棒垂直放置在导轨上，并与导轨接触良好，两导体棒的间距也为，电阻均为，开始时磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，当时导体棒刚好要滑动，已知，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。

（1）求每根导体棒与导轨间的滑动摩擦力的大小及内整个回路中产生的焦耳热。

（2）若保持磁场的磁感应强度不变，用一个水平向右的力拉导体棒，使导体棒由静止开始做匀加速直线运动，力的变化规律如图丙所示，则经过多长时间导体棒开始滑动?每根导体棒的质量为多少？

（3）当（2）问中的拉力作用时间为4s时，求两棒组成的系统的总动量。

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如图所示，宽度为L的光滑金属框架MNPQ固定在水平面内，并处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，框架的电阻非均匀分布．将质量为m，电阻为R，长为L的金属棒ab放置在框架上，并且框架接触良好．金属棒以v₀的初速度，向左做加速度大小为a的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用，则在速度从v₀减为v的过程中，通过R的电量为

A．          B.

C.           D.

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如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ，间距L=0.2m，其电阻不计.完全相同的两根金属棒ab、cd垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触.已知两棒质量均为m=0.01kg，电阻均为R=0.2Ω，棒cd放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1.0T.棒ab在竖直向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当ab棒运动位移x=0.1m时达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力恰好为零，重力加速度g取10m/s2.求：

(1)恒力F的大小；

(2)ab棒由静止到最大速度通过ab棒的电荷量q；

(3)ab棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.

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如图所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为R的电阻，置于磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，今有一质量为、有效电阻的金属杆沿框架由静止下滑，设磁场区域无限大，当金属杆下滑达到最大速度时，运动的位移为，则

A．金属杆下滑的最大速度

B．在此过程中电阻R产生的焦耳热为

C．在此过程中电阻R产生的焦耳热为

D．在此过程中流过电阻R的电量为

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如图，宽度为L＝0.5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B＝0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布。将质量m＝0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好。以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标。金属棒从x₀＝1 m处以v₀＝2m/s的初速度，沿x轴负方向做a＝2m/s²的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用。求：

（1）金属棒ab运动0.5 m，框架产生的焦耳热Q；

（2）框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系；

（3）为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q，某同学解法为：先算出经过0.4s金属棒的运动距离s，以及0.4s时回路内的电阻R，然后代入q＝＝求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

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