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        1. 如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌問距為L=1m,兩導(dǎo)軌的,上端間接有電阻,阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁場磁感應(yīng)強度為2T,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計的金屆桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻.已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:
          (1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時速度多大?下落了0.3m時速度為多大?
          (2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
          (3)金屬桿下落0.3m的過程中,通過電阻R的電荷量q?
          【答案】分析:(1)由乙圖讀出金屬桿進(jìn)入磁場時加速度的大小,判斷出加速度方向.由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律推導(dǎo)出安培力與速度的關(guān)系式,由牛頓第二定律列式可求出金屬桿剛進(jìn)入磁場時速度.
          由圖看出,下落0.3m時,金屬桿的加速度為零,做勻速直線運動,重力與安培力平衡,列式可求出桿的速度.
          (2)從開始下落到下落0.3m的過程中,桿的機械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,由能量守恒列式可求出電阻R上產(chǎn)生的熱量.
          (3)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電流的定義式I=得到感應(yīng)電量q與桿在磁場中運動距離的關(guān)系,由運動學(xué)公式求出桿自由下落的距離,即可求出電量.
          解答:解:(1)由乙圖知,剛進(jìn)入磁場時,金屬桿的加速度大小a=10m/s2,方向豎直向上.
          由牛頓第二定律得:BIL-mg=ma
          設(shè)桿剛進(jìn)入磁場時的速度為v,則有
             I=
          聯(lián)立得:v=
          代入數(shù)值有:v==1m/s
          下落時,通過a-h圖象知a=0,表明金屬桿受到的重力與安培力平衡有  mg=BIL
          其中I=,E=BLv  可得下落0.3m時桿的速度v=
          代人數(shù)值有:v==0.5m/s
          (2)從開始到下落的過程中,由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有:
             mgh=Q+
          代人數(shù)值有Q=0.29J
          (3)桿自由下落的距離滿足2gh=v2
          解得 h=0.05m
          所以桿在磁場中運動的距離x=h-h=0.25m
          通過電阻R的電荷量 q=====
          代人數(shù)值有:q==0.25C
          答:
          (1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時速度為1m/s,下落了0.3m時速度為0.5m/s.
          (2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量是0.29J.
          (3)金屬桿下落0.3m的過程中,通過電阻R的電荷量是0.25C.
          點評:本題要根據(jù)圖象的信息讀出加速度和桿的運動狀態(tài),由牛頓第二定律、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒等多個知識綜合求解,綜合較強.
          練習(xí)冊系列答案
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          (2011?徐州一模)如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌問距為L=1m,兩導(dǎo)軌的,上端間接有電阻,阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁場磁感應(yīng)強度為2T,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計的金屆桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻.已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示.求:
          (1)金屬桿剛進(jìn)入磁場時速度多大?下落了0.3m時速度為多大?
          (2)金屬桿下落0.3m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量?
          (3)金屬桿下落0.3m的過程中,通過電阻R的電荷量q?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          精英家教網(wǎng)如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為L=1m,兩導(dǎo)軌的上端接有電阻,阻值R=2Ω,虛線OO′下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為2T,現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1kg、電阻不計的金屬桿ab,從OO′上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻.已知金屬桿下落0.3m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2.則(  )
          A、金屬桿剛進(jìn)入磁場時速度為1 m/sB、下落了0.3 m時速度為5 m/sC、金屬桿下落0.3 m的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.287 5 JD、金屬桿下落0.3 m的過程中,通過電阻R的電荷量為0.05 C

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距L=1m,兩導(dǎo)軌的上端間接有電阻,阻值R=2Ω,虛線OO'下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T。現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1Kg,電阻不計的金屬桿ab,從OO'上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌電阻,已知金屬桿下落0.4m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示,g=10m/s2,求:

          1.金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度多大?

          2.金屬桿下落0.4m的過程中,電阻R上產(chǎn)生了多少熱量

           

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          科目:高中物理 來源:2011年浙江省紹興一中高三上學(xué)期回頭考試物理卷 題型:計算題

          如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距L=1m,兩導(dǎo)軌的上端間接有電阻,阻值R=2Ω,虛線OO'下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T,F(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1Kg,電阻不計的金屬桿ab,從OO'上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌電阻,已知金屬桿下落0.4m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示,g=10m/s2,求:

          【小題1】金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度多大?
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          科目:高中物理 來源:2011年浙江省高三上學(xué)期回頭考試物理卷 題型:計算題

          如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距L=1m,兩導(dǎo)軌的上端間接有電阻,阻值R=2Ω,虛線OO'下方是垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T,F(xiàn)將質(zhì)量為m=0.1Kg,電阻不計的金屬桿ab,從OO'上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌電阻,已知金屬桿下落0.4m的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示,g=10m/s2,求:

          1.金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度多大?

          2.金屬桿下落0.4m的過程中,電阻R上產(chǎn)生了多少熱量

           

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