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    如图所示，位于同一水平面内的两根平行导轨间的距离为L，导线的左端接一个耐压足够大的电容器，电容器的电容为C，放在导轨上的金属杆MN与导轨接触良好，杆MN在平行于导轨平面的水平力作用下从静止开始做加速度为a的匀加速运动．整个区域存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直导轨平面向下，导轨足够长，不计所有的电阻和摩擦．求：

     

    (1)金属杆所受安培力F的大小；

    (2)从金属杆开始运动起经过时间t，电容器吸收的能量E．

     

    答案：见详解
    解析：

    		(1)经过时间t时，金属杆切割磁感线产生的感应电动势E＝BLv＝BLat，电容器上的电荷量Q＝CE＝CBLat．由于电荷量随时间t成正比增加，电路中出现稳定的充电电流I，在Δt时间内，电容器上电荷量增加

    ΔQ＝C·ΔU＝CBLa·Δt

    I＝ΔQ/Δt＝CBLa

    金属杆向右运动时，受向左的安培力为

    F＝BIL＝CB2L2a．

    (2)在时间t内，金属杆的位移为s＝at2，金属杆克服安培力F做的功为

    W＝Fs＝C(BLat)2

    电容器吸收的能量为E＝W＝C(BLat)2．

     


    提示：


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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，位于同一水平面内的，两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连，具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时（规定垂直纸面向里的磁场方向为正），用一平行于导轨的力F向左或向右拉杆ab，使它保持静止．若规定由a→b方向通过杆的感应电流为正，向右的拉力为正，则能反映通过杆的感应电流I和拉力F随时间t变化的图线是（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直．现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab，使它由静止开始向右运动．杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计．则（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，位于同一水平面内的两根平行导轨间的距离为L，导轨的左端接有一个耐压足够大的电容器，电容器的电容为C.一金属杆MN垂直放在导轨上，并与导轨接触良好，杆MN在平行于导轨平面的水平力F作用下从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动.整区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，导轨足够长，不计所有的电阻和摩擦，求：

    （1）金属杆运动过程中所受的安培力F的大小；

    （2）金属杆从开始运动起经过时间t，电容器所储存的电能.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在的平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直.现用一平行于导轨的恒力F拉杆ab，使它由静止开始向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用E表示回路中的感应电动势，i表示回路中的感应电流，在i随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于(    )

    A.F的功率                                       B.安培力的功率的绝对值

    C.F与安培力的合力的功率                  D.iE

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    科目：高中物理 来源：2010-2011学年山东省高三上学期期末复习（二）（理综）物理部分 题型：选择题

    如图所示，位于同一水平面内的，两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连，具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时（规定垂直轨道平面向下为磁场方向为正），用一平行于导轨的力F向左或向右拉杆ab，使它保持静止。若规定由a→b方向通过杆的感应电流为正，向右的拉力为正，则能反映通过杆的感应电流I和拉力F随时间t变化的图线是（     ）

     

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