如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离L=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，且都与导轨始终有良好接触。已知两金属棒质量均为m=0.02kg，电阻相等且不可忽略。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而金属棒cd恰好能够保持静止。取g=10m／s
，求：
（1）通过金属棒cd的电流大小、方向；
（2）金属棒ab受到的力F大小；
（3）若金属棒cd的发热功率为0.1W，金属棒ab的速度。
(1) I=1A 电流方向由d至c (2) F=0.2N (3) v="2m/s"
解析试题分析：（1）金属棒cd在安培力和重力导轨支持力作用下静止，正交分解后平行导轨方向有F
=mgsin30°金属棒cd受到的安培力F
=BIL
代入数据，解得I=1A
根据楞次定律可知，金属棒 cd中的电流方向由d至c
（2）金属棒ab与cd受到的安培力大小相等：F
=F
对金属棒ab，由共点力平衡有F=mgsin30°+F
代入数据解得F=0.2N
（3）金属棒发热功率P=I2R
金属棒ab匀速运动的速度大小为v时，其产生的感应电动势E=BLv
由闭合电路欧姆定律知I=
代入数据解得v=2m/s
考点：受力分析 闭合电路欧姆定律 电磁感应
发散思维新课堂系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）如图所示，两根质量均为m、电阻均为R、长度均为l的导体棒a、b，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的、不可伸长的柔软长直导线连接后，b放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，a靠在桌子的光滑绝缘侧面上；两根导体棒均与桌子边缘平行。整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。开始时两棒静止，自由释放后开始运动，导体棒a在落地前就已匀速运动，此时导体棒b仍未离开桌面。已知两条导线除桌边拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦。
（1）试求导体棒匀速运动时的速度大小。
（2）从自由释放到刚匀速运动的过程中，若通过导体棒横截面的电荷量为q，求该过程中系统产生的焦耳热。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n="1" 000,线圈面积S="200" cm2,线圈的电阻r="1" Ω,线圈外接一个阻值R="4" Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。求:
(1)前4 s内的感应电动势；
(2)前4 s内通过R的电荷量；
(3)线圈电阻r消耗的功率。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（10分）如图所示，AB、CD是水平放置的光滑导轨，轨距为L=0.5m，两轨间接有电阻R=4Ω，另有一金属棒ef恰好横跨在导轨上，并与导轨保持良好接触。已知ef棒的电阻为1Ω，其它电阻不计。若整个装置处在B=0.5T、方向垂直向里的匀强磁场中，现将ef棒以V=10m/s的速度水平向右作匀速运动。
求：（1）ef棒产生的感应电动势大小Eef。
（2）维持ef棒作匀速运动所需水平外力的大小和方向。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（20分）如图所示，相互平行的足够长的光滑绝缘轨道MN和PQ水平固定，有一质量为m、电阻为R的水平导体框abcd（其长度ab=cd=L1宽度ad=bc=L2）可沿轨道滑动，滑动时ab、cd边始终保持与轨道垂直。轨道所在空间存在竖直方向的磁场，其磁感应强度B的大小沿x坐标正向（水平向右）按B=kx（k为已知的常数）随坐标x成正比增强。现对导体框施加一大小恒为F的外力，使它由静止开始从坐标原点O开始向右运动，问：
⑴若从上往下看，框中的感应电流方向为顺时针方向，那么磁场方向如何？导体框的运动情况如何？试定性作出描述。
⑵当导体框向右运动的速度为v时，框中的电流为多大？
⑶导体框向右运动能提供的最大电功率为多大？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（15分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。质量为0.2 kg的导体棒MN垂直于导轨放置，距离顶端1m，接入电路的电阻为1Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒MN，2s后让MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6。求
（1）1s时流过小灯泡的电流大小和方向；
（2）小灯泡稳定发光时消耗的电功率；
（3）小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，两根平行的导轨处于同一水平面内，相距为L．导轨左端用阻值为R的电阻相连，导轨的电阻不计。导轨上跨接一质量为m、电阻为r的金属杆，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场宽度为S1．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F，使它由静止开始进入磁场区域，当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去，金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上。已知重力加速度为g．
（1）若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动，求匀速运动的速度；
（2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是多少？
（3）若金属杆离开磁场继续运动了S2后停止在导轨上。金属杆运动过程，电阻R产生的热量是多少？
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科目：高中物理 来源： 题型：单选题
如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶1，a、b端接有正弦交变电流，电压随时间的变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火警报警电路原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻，电压表
和电流表
可视为理想电表．下列说法中正确的是 
A．变压器副线圈的输出电压的表达式为u＝20 sin 100πt(V) |
| B．当传感器R2所在处未出现火警时，电压表的示数为20 V |
C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表 的示数减小 |
D．当传感器R2所在处出现火警时，电流表 的示数减小 |
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