如图所示，MN和PQ是固定在水平面内的电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，右端接阻值为R的电阻。虚线ab和ef与导轨垂直，距离为d，两条虚线间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。虚线ab左侧导轨光滑，右侧导轨粗糙。将一个质量为m、长度为L、电阻也为R的金属棒垂直放在光滑轨道上，给金属棒一个水平向右的恒力F作用，经过一段距离x后撤去F，此时金属棒还没到达虚线ab处，金属棒最后恰好停在虚线ef处。金属棒在运动过程中与导轨接触良好，与粗糙导轨间的动摩擦因数为µ ，重力加速度为g。
（1）金属棒的最大速度v；
（2）电阻R产生的焦耳热Q0；
（3）金属棒在磁场中运动的时间t。
（1）金属棒的最大速度v；
（2）电阻R产生的焦耳热Q0；
（3）金属棒在磁场中运动的时间t。
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更新时间：2023-04-28 21:39:55
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【知识点】 电磁感应与电路的综合问题解读
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适中
(0.65)
【推荐1】如图甲，电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨PX、QY相距L=0.5m，底端连接电阻R2Ω，导轨平面倾角θ=30°，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1T。质量m=40g、电阻r=0.5Ω的金属棒MN放在导轨上，金属棒通过绝缘细线在电动机牵引下从静止开始运动，经过时间t1=2s通过距离x=1.5m，速度达到最大，这个过程中电压表示数U0=0.8V，电流表示数I0=0.6A，示数稳定，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，细线始终与导轨平行且在同一平面内，电动机线圈内阻r0=0.5Ω，g取10m/s2。求：
(1)细线对金属棒拉力的功率P多大？
(2)金属棒从静止开始运动的t1=2s时间内，电阻R上产生的热量QR是多大？
(3)用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN，使金属棒保持静止状态，金属棒到导轨下端距离为d=1m。若磁场按照图乙规律变化，外力F随着时间t的变化关系式？
(1)细线对金属棒拉力的功率P多大？
(2)金属棒从静止开始运动的t1=2s时间内，电阻R上产生的热量QR是多大？
(3)用外力F代替电动机沿细线方向拉金属棒MN，使金属棒保持静止状态，金属棒到导轨下端距离为d=1m。若磁场按照图乙规律变化，外力F随着时间t的变化关系式？
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图，足够长的金属轨道电阻不计，倾斜部分粗糙，倾角θ=37°；水平部分光滑，与倾斜部分平滑连接。轨道两端分别接有电动势E=0.4V，内阻r=1Ω的电源和容值为C=0.5F的电容，轨道所在空间有平行于倾斜轨道的匀强磁场。质量为m=0.02kg，长为L=0.5m，电阻R=4Ω的金属棒两端恰好和轨道垂直接触，棒与倾斜轨道间动摩擦因数为μ=0.5，当开关K闭合稳定时金属棒恰好不下滑，开关K打开后开始下滑，经过时间t=4.5s到达倾斜轨道末端，电容器已完成放电。（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，不考虑电磁辐射损失的能量）。求：
（1）求磁感应强度的大小B；
（2）求金属棒到倾斜轨道末端时速度的大小v；
（3）金属棒经过平滑连接部分时速度大小不变，然后在轨道水平部分运动直至达到稳定，稳定时电容器储存能量可表示为
，求金属棒在水平轨道上运动过程中产生的热量Q。
（1）求磁感应强度的大小B；
（2）求金属棒到倾斜轨道末端时速度的大小v；
（3）金属棒经过平滑连接部分时速度大小不变，然后在轨道水平部分运动直至达到稳定，稳定时电容器储存能量可表示为
，求金属棒在水平轨道上运动过程中产生的热量Q。
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适中
(0.65)
真题
名校
【推荐3】如图所示，足够长的光滑金属导轨，宽L=0.5m，电阻不计。左端接一个电动势为3V的电源，整个装置处于匀强磁场中。现闭合电键S，质量0.1kg的金属榨ab由静止开始运动，回路的电流逐渐减小，稳定后感应电动势为E，回路的电流为0。从闭合电键到逐渐稳定的过程中，电源提供的能量Es=10J，电源、导体棒产生的焦耳热分别是Q1=0.5J，Q2=4.5J。
(1)求内阻r和电阻R的阻值之比；
(2)求导体棒稳定时的速度和匀强磁场磁感应强度；
(3)分析电键闭合后导体棒的运动情况和能量的转化关系。
(1)求内阻r和电阻R的阻值之比；
(2)求导体棒稳定时的速度和匀强磁场磁感应强度；
(3)分析电键闭合后导体棒的运动情况和能量的转化关系。
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