如图所示，电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd位于竖直平面内，两导轨间距L=0.1m，在ac间接有一阻值为R=0.08Ω的电阻，水平放置的导体棒PQ由静止开始下落（始终与导轨紧密接触

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 30 阅读 [打印]
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◎ 题目

如图所示，电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd位于竖直平面内，两导轨间距L=0.1m，在ac间接有一阻值为R=0.08Ω的电阻，水平放置的导体棒PQ由静止开始下落（始终与导轨紧密接触），导体棒电阻为r=0.02Ω，质量为m=0.1kg，当下落h=0.45m的高度时，进入方向水平且与导轨平面垂直的沿y方向逐渐减小而x方向不变的磁场中，磁场区域在竖直方向的高度为H=0.5m，导体棒PQ穿过磁场的过程中做加速度为a=9m/s2的匀加速直线运动，取g=10m/s2，求：
（1）导体棒刚进入磁场时，该处的磁感应强度B的大小；
（2）导体棒PQ刚进入磁场时感应电流的大小与方向；
（3）导体棒PQ穿过磁场过程中克服安培力所做的功；
（4）磁感应强度B随y变化的函数关系（坐标系如图所示）．
魔方格

◎ 答案

（1）导体棒刚进入磁场时的速度：由
v20
=2gh      得：v0=

2gh
=3m/s
导体棒进入磁场时所受安培力：F=BIL=
B2L2v0
R+r

根据牛顿第二定律得：mg-
B2L2v0
R+r
=ma
代入解得：B=

3
3
T
（2）导体棒PQ刚进入磁场时感应电流的大小为：I=
E
R+r
=
BLv0
R+r
=
0.1×3

3
(0.08+0.02)
A=

3
A
由右手定则判断得：导体棒PQ中感应电流的方向：P→Q
（3）根据动能定理得：mgH-|WF安|=maH
得：|WF安|=mH（g-a）=0.1×0.5（10-9）J=0.05J
（4）由mg-
B2L2v
R+r
=ma和 v2-v02=2ay得：
B=閻℃帒鎳庣粩鑸电瑹閸喖鐒洪幖瀛樸仦缁楀懘宕￠弴姘卞枠闁诡垽鎷� 婵絽绻愰妵澶嬶紣閸℃绲块柛鎺濆亰閺佸﹥娼婚崶椋庣闁告娲栧畷鐔稿濡鍔曞ù婊庡亗缁楀宕戦敓锟�
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阻值 下落 知识点 光滑 紧密
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    如图所示，一质量为m、带电量    		酒后驾驶会导致许多安全隐患，是因为驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行
    酒后驾驶会导致许多安全隐患    		如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列传述正确的是（）A．小球的速度一直减小B．小球的加速度先减小后增大C．小球的加
    如图所示，小球从高处下落到    		如图所示，一个质量m=20kg的物体放在光滑水平地面上．对物体施加一个F=10N的水平拉力，使物体由静止开始做匀加速直线运动．求：（1）物体在4.0s时间内的位移大小；（2）拉力F在4.
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