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    （16分）两平行金属导轨水平放置，一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处，，其它电阻不计。导轨间距为d=0.8m，矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场，场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m，金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4，电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右，加速度a=2m/s2 ，g取10m/s2

    （1）求穿过磁场过程中平均电流的大小。

    （2）计算自金属棒进入磁场开始计时，在磁场中运动的时间内，外力F随时间t变化关系。

    （3）让磁感应强度均匀增加，用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上，让ab棒重新由R处向右加速，在金属棒到达MP之前，电流表会有示数吗？简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。

     

    【答案】

    （1）3.4A? （2）?? ? （3）可以有电流

    【解析】

    试题分析：（1）设金属棒到达MP、NQ时的速度分别为、

    则由，??? 得??????????????????? (1分)

    由? 得?????????????????? (1分)

    由电磁感应得???????????????????? (2分)

    由欧姆定律?????????????????? (2分)

    （2）因为进入磁场后受安培力????? (2分)?

    由牛二定律得????????????????????? (2分)

    又因为??????????????? (1分)

    则在进磁场后F

    代入数据得? （N）其中??????????????? ( 2分)

    （3）可以有电流。只要导线、电表、导体棒组成的回路有磁感线穿过，根据法拉第电磁感应定律，闭合回路磁通量变化，可以产生感应电流。（此时金属棒和电阻R并联成为电路负载）( 3分)

    考点：本题考查电磁感应定律、牛顿运动定律

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图，两根光滑平行金属导轨放置在倾角为θ=30°的绝缝斜面上，两导轨间距为L=1m，导轨足够长且电阻忽略不计，导轨上端接一个阻值为R=8Ω的定值电阻，两导轨间等间 距分布着垂直于斜面向上的条形区域的匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为x=1.2m，斜面处的磁场边界都是水平的．现有一长L=1m、质量m=0.4kg，电阻r=8Ω的导体棒水平放于导轨上、从离第一个条形磁场的上边界距离为x0=1.6m处静止开始下滑．已知导体棒离开每个有界磁场前都有一段时间做匀速运动，从导体棒到达第一条形磁场的上边界开始计时，通过每个磁场区域和无磁场区域的时间都相同．（重力加速度为g=10m/s2）求：
    （1）导体棒进入，离开每一个条形磁场区域时的速度v1、v2；
    （2）磁场区域的磁感应强度B；
    （3）导体棒通过每一个条形磁场区域的过程中电阻R上产生的热量Q；
    （4）从导体棒到达第一条形磁场的上边界开始计时，在足够长的时间内，回路中感应电流的有效值I．

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