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    (18分)如图甲，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间距为d ，右端通过导线与阻值为R的小灯泡L连接，在面积为S的CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙，在t＝0时，一阻值为R的金属棒在恒力F作用下由静止开始从ab位置沿导轨向右运动，当t＝t0时恰好运动到CD位置，并开始在磁场中匀速运动．求：

    (1)0～t0时间内通过小灯泡的电流

    (2)金属棒在磁场中运动速度的大小

    (3)金属棒的质量m

     


    （18分）参考解答：

    ⑴0～t0时间内，闭合电路产生的感应电动势

      E1＝＝＝           ① (2分)

      通过小灯泡的电流I＝       ②(2分)

      联立①②，得I＝    ③(2分)

    ⑵若金属棒在磁场中匀速运动的速度为v，则

      金属棒的动生电动势E2＝BLV＝B0d v ④  (2分)

      金属棒的电流I′=    ⑤（2分)

      因为金属棒做匀速运动，有F＝F安 即F＝I′dB0  ⑥ (2分)

      联立④⑤⑥，得v＝ ⑦ (2分)

    ⑶由牛顿第二定律有F＝ma ⑧(1分)

    运动学公式有a＝  ⑨(1分)

    联立⑦⑧⑨，得金属棒的质量m＝  ⑩ (2分)

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    (18分)如图甲所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO/ 为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题：

    （1）若ab杆固定在轨道上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。

    （2）若磁场的磁感应强度不变，ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小；②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。

     

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    科目：高中物理 来源：2013届甘肃省甘谷一中高三上学期第一次检测考试理科综合物理试卷（带解析） 题型：计算题

    (18分)
    如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的倾角=53°，MO及PR部分的匀强磁场竖直向下，ON及RQ部分的磁场平行轨道向下，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。棒的质量m=1.0kg，R=1.0，长度与导轨间距相同，L=1.0m，棒与导轨间动摩擦因数=0.5，现对ab棒施加一个方向向右，大力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

    (1)ab棒的加速度大小；
    (2)磁感应强度B的大小；
    (3)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；
    (4)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：2012-2013学年陕西西工大附中高三第四次适应性训练（期末）物理试卷（解析版） 题型：计算题

    (18分)如图甲所示，直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°，AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为、带电量为e的电子，电子重力忽略不计。在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场，当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时，电子恰好从O点射出。试求：

    （1）从顶点A沿AB方向射入的电子在磁场中的运动时间t；

    （2）速度大小为的电子从顶点A沿AB方向射入磁场（其它条件不变），求从磁场射出的位置坐标。

    （3）磁场大小、方向保持不变，改变匀强磁场分布区域，使磁场存在于三角形ABO内的左侧，要使放射出的速度大小为电子穿过磁场后都垂直穿过y轴后向右运动，试求匀强磁场区域分布的最小面积S。（用阴影表示最小面积）

     

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    科目：高中物理 来源：2013届甘肃省高三上学期第一次检测考试理科综合物理试卷（解析版） 题型：计算题

    (18分)

    如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的倾角=53°，MO及PR部分的匀强磁场竖直向下，ON及RQ部分的磁场平行轨道向下，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。棒的质量m=1.0kg，R=1.0，长度与导轨间距相同，L=1.0m，棒与导轨间动摩擦因数=0.5，现对ab棒施加一个方向向右，大力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

    (1)ab棒的加速度大小；

    (2)磁感应强度B的大小；

     (3)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；

    (4)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：北京市丰台区2010年高三一模（理科综合）物理部分 题型：计算题

    (18分)如图甲所示（俯视图），相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO/ 为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题：

    （1）若ab杆固定在轨道上的初始位置，磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。

    （2）若磁场的磁感应强度不变，ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小；②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。

     

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