光滑的平行金属导轨如图所示.轨道的水平部分bcd位于竖直向上的匀强磁场中.bc部分的宽度为cd部分宽度的2倍.bc.cd部分轨道足够长.将质量都为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段.P棒位于距水平轨道高为h的地方.放开P棒.使其自由下滑.求P棒和Q棒的最终速度及回路中所产生的电能. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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光滑的平行金属导轨如图所示，轨道的水平部分bcd位于竖直向上的匀强磁场中，bc部分的宽度为cd部分宽度的2倍，bc、cd部分轨道足够长，将质量都为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，P棒位于距水平轨道高为h的地方，放开P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最终速度及回路中所产生的电能。

因为P棒的受力长度为Q棒的2倍，所以P棒受到的安培力在任一时刻都是Q棒受力的2倍，设Q棒受安培力的平均值为F，则P棒所受安培力的平均值为2F，P、Q棒构成的系统在水平方向上动量不守恒．对P、Q棒所构成的系统，有
mv－Ft = mv_p＋mv_Q①
对Q棒，有Ft = mv_Q②
当P、Q两棒的速度不再变化时，v_Q= 2v_P③
P棒在导轨ab段运动时，其机械能守恒，所以

④
联立①～④式，解之可得

，

（2）由能量守恒得

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如图3-6-10所示，相距为 L 的两条足够长的光滑水平平行轨道上，平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆 ab 和 cd，组成矩形闭合回路.轨道电阻不计，匀强磁场 B 垂直穿过整个轨道平面.开始时 ab 与 cd 均处于静止状态，现用一个平行轨道的恒力 F 向右拉 ab 杆，则下列说法中正确的是（）

图 3-6-10

A．cd 杆向左运动

B．cd 杆向右运动

C．cd 杆与 cd 杆均先做变加速运动,后做匀速运动

D．ab 杆与 cd 杆均先做变加速运动,后做匀加速运动

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如图所示，PQMN与CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨，导轨间距为L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的水平部分QM和DE处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。a、b为材料相同、长都为L的导体棒，跨接在导轨上。已知a棒的质量为m、电阻为R，a棒的横截面是b的3倍。金属棒a和b都从距水平面高度为h的弧形导轨上由静止释放，分别通过DQ、EM同时进入匀强磁场中，a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属棒a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩擦。
（1）金属棒a、b刚进入磁场时，回路中感应电流的方向如何？
（2）通过分析计算说明，从金属棒a、b进入磁场至某金属第一次离开磁场的过程中，电路中产生的焦耳热。

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科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

①ab导体棒运动的最大速度。
②ab导体棒匀速运动时重力的功率、与整个回路的电功率是否等大？通过计算说明。
③为使导体棒cd静止，物体M的最小质量为多大？

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科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=lΩ的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动，求： (1)杆能达到的最大速度多大?最大加速度为多大? (2)杆的速度达到最大时，a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大? (3)若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的电热，则此过程中拉力F做的功是多大?此过程持续时间多长？ (4)若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后R上共产生多少热能？其向前冲过的距离会有多大？