如图所示.在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨.磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨上端跨接一阻值为R的电阻．两金属棒a和b的电阻均为R.质量分别为ma=2×10-2kg和mb=1×10-2kg.它们与导轨相连.并可沿导轨无摩擦滑动．闭合开关S.先固定b.用一恒力F向上拉.稳定后a以v1=10m/s的速度匀速运动.此时再释� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2007?崇文区二模）如图所示，在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨上端跨接一阻值为R的电阻（导轨电阻不计）．两金属棒a和b的电阻均为R，质量分别为ma=2×10-2kg和mb=1×10-2kg，它们与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动．闭合开关S，先固定b，用一恒力F向上拉，稳定后a以v₁=10m/s的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好保持静止，设导轨足够长，取g=10m/s²．
（1）求拉力F的大小；
（2）若将金属棒a固定，让金属棒b自由滑下（开关仍闭合），求b滑行的最大速度v₂；
（3）若断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度从B随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h．

分析：（1）a棒匀速运动时，拉力与重力、安培力平衡，b棒静止时，b棒的重力与安培力平衡，两棒中电流关系Ib=

，联立解得F．
（2）先分析a棒匀速运动时，由平衡条件求得a棒的速度，将金属棒a固定，让金属棒b自由滑下时，匀速运动时速度最大．根据平衡条件得到速度的表达式．将两种情况的速度联立解得v₂；
（3）根据法拉第电磁感应定律E=

△Φ

△t

S△B

△t

BLh

，由题意，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，有mag=2BIL=

B2L2h

，解得两金属棒间的距离h．

解答：解：（1）a棒匀速运动，F=m_ag+BI_aL
b棒静止，由电路连接关系可知 Ib=

由平衡条件得 mbg=

BIaL

联立得

F=mag+2mbg

=0.4N

（2）当a以v₁匀速运动时a棒中电流为：Ia=

BLv1

R+

，
b恰好保持静止，有
mbg=BIbL=

BIaL

B2L2v1

(R+

)×2

，①
当b自由滑下至匀速运动时：Ib′=

BLv2

R+

mbg=BIb′L=

B2L2v2

R+

②
①②式联立得
v2=

=5m/s
（3）根据法拉第电磁感应定律有，E=

△Φ

△t

S△B

△t

BLh

，
又I=

由题意 mag=2BIL=

B2L2h

③
由①③联立得h=

v1tma

3mb

代入数值，得h=

m
答：
（1）拉力F的大小是0.4N；
（2）b滑行的最大速度v₂是5m/s．
（3）两金属棒间的距离h是

m．

点评：本题中两根棒都处于平衡状态，根据平衡条件列方程，同时要分析两棒之间的联系，从力和能量两个角度进行双杆问题．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（2007?崇文区二模）某交流电电源电压的瞬时值表达式为u=6

sinl00πt（V），则下列说法中正确的是（　　）

A．用交流电压表测该电源电压时，示数是6V

B．用交流电压表测该电源电压时，示数是6

C．用此电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为0.01s

D．把标有“6V 3W”的小灯泡接在该电源上时，小灯泡将被烧毁

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2007?崇文区二模）如图所示，平行板电容器两板间距离d=20cm，电容C=100PF，带电量Q=3.0×10^-8C，极板上端带正电．现有一电量q=4.0×10^-10C的带正电的小球在外力的作用下，从两极板间的A点移动到B点，AB间的距离s=16cm，AB与极板间的夹角θ=30°．求：
（1）两极板间电场强度的大小；
（2）电场力对带电小球做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：