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    （20分）

    如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=16Ω，导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒矿垂直MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω，距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为，从导轨最低点以速度v0=110m／s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，g取10m／s2，求：

       （1）绝缘棒幽与金属棒矿碰前瞬间绝缘棒的速率；

       （2）两棒碰后，安培力对金属棒做的功以及碰后瞬间金属棒的加速度；

       （3）金属棒在导轨上运动的时间。

     

    【答案】

    （1）

    （2）；

    （3）

    【解析】（1）（5分）设绝缘体与金属棒碰前的速率为v1，绝缘棒在导轨由最低点向上滑动的过程中，由动能定理

                     …………3分

                                                                                        …………2分

    （2）（9分）设碰后安培力对金属棒做功为W安，由功能关系，安培力做的功W安等于回路中产生的总电热

                                                                               …………3分

    设金属棒切割磁感线产生的感应电动势为E，回路中感应电流为I，安培力为F安

                                                                                           …………1分

                                                                                         …………1分

    F安=Bid                                                                                          …………1分

    设两棒碰后瞬时金属棒的加速度为a，由牛顿第二定律

                                                   …………2分

                                                                                       …………1分

    （3）（6分）设金属棒在导轨上运动时间为t，在此运动过程中，安培力的冲时为I安，沿导轨方向运用动量定理

                                         …………2分

                                                                                   …………1分

    由闭合电路欧姆定律                                                      …………1分

    由法拉第电磁感应定律                                       …………1分

    得                                                                                     …………1分

     

     

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    如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为α=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6Ω，导轨电阻不计．整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中．金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好也为d、质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω，距导轨底端S1=3.75m．另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为
    m
    2
    ，从轨道最低点以速度v0=10m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止，测得此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J．已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为μ=
    		3
    3
    ，g取10m/s2，求：
    （1）碰后瞬间两棒的速度；
    （2）碰后瞬间的金属棒加速度；
    （3）金属棒在导轨上运动的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，两根平行光滑金属导轨竖直放置在匀强磁场中，磁场方向跟导轨所在平面垂直，金属棒ab 两端套在导轨上且可以自由滑动，电源电动势E=3v，电源内阻和金属棒电阻相等，其余电阻不计，当S1接通，S2断开时，金属棒恰好静止不动，现在断开S1，接通S2，求：
    （l）金属棒在运动过程中产生的最大感应电动势是多少？
    （2）当金属棒的加速度为0.5g时，它产生的感应电动势多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2005?浦东新区一模）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r0，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为l．有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向均匀增强，即有B=kx，其中k为常数．一根质量为m，电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中始终保持与导轨垂直．在t=0时刻，金属杆MN紧靠在P、Q端，在外力F作用下，杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动．求
    （1）在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小；
    （2）在t时刻流经回路的感应电流大小和方向；
    （3）在t时刻金属杆MN所受的安培力大小；
    （4）在0～t时间内流过金属杆MN的电量大小．

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    （2005?闸北区模拟）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r0，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为l．有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向均匀增强，即有B=kx，其中k为常数．一根质量为m，电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中 始终保持与导轨垂直．在t=0时刻，金属杆MN紧靠在P、Q端，在外力F作用下，杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动．求
    （1）在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小；
    （2）在t时刻流经回路的感应电流大小和方向；
    （3）在t时刻金属杆MN所受的安培力大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，两根平行长直金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨的间距为L，两导轨上端之间接有阻值为R的电阻．质量为m的导体棒ab垂直跨接在导轨上，接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和导体棒的电阻均不计，且．在导轨平面上的矩形区（如图中虚线框所示）域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上，磁感应强度的大小为B．当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时，导体棒以速度v0随之匀速向上运动．设导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内．求：
    （1）通过导体棒ab的电流大小和方向；
    （2）磁场运动的速度大小；
    （3）维持导体棒匀速向上运动，外界在时间t内需提供的能量是多少？

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