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    如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m，上端连接R=0.5Ω的电阻，下端连着电阻不计的金属卡环，导轨与水平面的夹角θ=300，导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场，其上、下边界之间的距离s=1Om，磁感应强 度B-t图如图乙所示．长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计，垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处，在t=O时刻由静止释放，棒与导轨始终接触良 好，滑至导轨底端被环卡住不动．g取10m/s2，求：

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    （1）棒运动到磁场上边界的时间；
    （2）棒进人磁场时受到的安培力；
    （3）在0-5s时间内电路中产生的焦耳热．
    （1）棒从静止释放到刚进磁场的过程中做匀加速运动，由牛顿第二定律得：
                 mgsinθ=ma
    得：a=gsinθ=5m/s2
    由运动学公式：d=
    1
    2
    at2     得：t=
    2d
    a
    =1s
    （2）棒刚进磁场时的速度v=at=5m/s
    由法拉第电磁感应定律：E=BLv        
    而 I=
    E
    R
    、F安=BIL        
    得：安培力F安=
    B2L2v
    R
    =2.5N
    （3）因为F安=mgsinθ=2.5N，所以金属棒进入磁场后做匀速直线运动，运动至导轨底端的时间为：t1=
    s
    v
    =2s
     由图可知，棒被卡住1s后磁场才开始均匀变化，且
    △B
    △t
    =1T/s
    由法拉第电磁感应定律：E1=
    △Φ
    △t
    =
    △B
    △t
    ?Ls=5V
     所以在0-5s时间内电路中产生的焦耳热为：Q=Q1+Q2
    而Q1=
    E2
    R
    t1    =25J，Q2=
    E21
    R
    t2    =50J    
    所以Q=75J
    答：（1）棒运动到磁场上边界的时间是1s；
    （2）棒进人磁场时受到的安培力是2.5N；
    （3）在0-5s时间内电路中产生的焦耳热是75J．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置到导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动．现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d．若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化．
    （1）求在0～t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；
    （2）求在t0-2t0时间内导体棒ef产生的热量；
    （3）1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向．

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    （2013?深圳二模）如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m，上端连接R=0.5Ω的电阻，下端连着电阻不计的金属卡环，导轨与水平面的夹角θ=300，导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场，其上、下边界之间的距离s=1Om，磁感应强 度B-t图如图乙所示．长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计，垂直导 轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处，在t=O时刻由静止释放，棒与导轨始终接触良 好，滑至导轨底端被环卡住不动．g取10m/s2，求：

    （1）棒运动到磁场上边界的时间；
    （2）棒进人磁场时受到的安培力；
    （3）在0-5s时间内电路中产生的焦耳热．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图甲所示，电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的夹角θ=53°，水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，倾斜导轨处于平行轨道向下的磁场中，磁场的磁感应强度大小相同．两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好．导体棒的质量m=1.0kg，R=1.0Ω，长度L=1.0m，与导轨间距相同，两导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5．现对ab棒施加一个方向向右、大小随乙图规律变化的力F的作用，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10m/s2．求：（设解题涉及过程中ab、cd两棒分别位于水平和倾斜轨道上）
    （1）ab棒的加速度大小；
    （2）若已知在前2s内外力做功W=30J，求这一过程中电路产生的焦耳热；
    （3）求cd棒达到最大速度所需的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图甲所示，电阻不计、间隔距为l的平行长直金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直旋转在导轨上，ef与导轨接触良好并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定中ef中中断过程，另一端固定于墙上；轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒之间距离为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。

    （1）求0 ~ t0时间内流过导体棒ef的电流大小和方向；

    （2）求t0 ~ 2t0时间内导体棒ef产生的热量；

    （3）分别写出0 ~ t0、t0 ~ 2t0时间内轻杆受力F随时间t 变化的函数关系式，求出2t0时刻轻杆受力F的大小和方向。

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年辽宁师范大学附属中学高三三模理综物理试卷（解析版） 题型：选择题

    如图甲所示，电阻不计且间距L=lm的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m=0.l kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平。已知杆ab进入磁场时的速度v0 =1m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2 ，则

    A．匀强磁场的磁感应强度为1T

    B．ab杆下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s

    C．ab杆下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J

    D．ab杆下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C

     

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