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    如图，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，轨道的宽L=0.5m．轨道左端接R=0.4Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中．导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下，由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，导体棒的电阻r=0.1Ω，轨道电阻不计．求：
    （1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小F安．
    （2）导体棒能达到的最大速度大小vm．
    分析：（1）由题已知速度大小v，由E=BLv求出感应电动势大小，再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小；根据安培力公式可求出其大小．
    （2）在水平方向上，导线受到拉力和安培力，当二力平衡时达到最大速度．
    解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律有：E=BLv    ①
    由闭合电路欧姆定律有：I=
    E
    R+r
           ②
    由安培力公式有：F安=ILB          ③
    联立①②③并代入数据解得：F安=0.4N
    （2）设导体棒达到最大速度vm时，产生的电动势为E1，通过导体棒电流为I1，
    根据受力平衡有：I1LB=F            ④
    由法拉第电磁感应定律有：E1=BLvm     ⑤
    由闭合电路欧姆定律有：I1=
    E1
    R+r
           ⑥
    联立④⑤⑥并代入数据解得：Vm=12.5m/s
    答：（1）导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小0.4N．（2）导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s．
    点评：本题是导体在导轨上运动类型，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式结合研究．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向竖直向下的匀强磁场中．质量m=0.50kg的导体棒ab垂直于轨道放置．在沿着轨道方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．
    （1）若力F的大小保持不变，且F=1.0N．求
    a．导体棒能达到的最大速度大小vm；
    b．导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒的加速度大小a．
    （2）若力F的大小是变化的，在力F作用下导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小a=2.0m/s2．从力F作用于导体棒的瞬间开始计时，经过时间t=2.0s，求力F的冲量大小I．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L=0.50m．平行轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻．轨道处于磁感应强度大小B=0.40T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中．一导体棒ab垂直于轨道放置．导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v=5.0m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直．不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力．求
    （1）通过电阻R的电流大小I；
    （2）作用在导体棒上的外力大小F；
    （3）导体棒克服安培力做功的功率P安．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，倾角均为θ=45°的固定光滑金属直轨道ce和c'e'，与半径为r的竖直光滑绝缘圆弧轨道abc和a'b'c'分别相切于c和c'点，两切点与对应圆心的连线和竖直方向夹角均为θ=45°，e和e'间接有阻值为R的电阻，矩形cc'd'd区域内存在与该平面垂直的磁场，磁感应强度B=B0sin（x），式中x为沿直轨道向下离开边界dd'的距离，且，长度也为L、阻值为R的导体棒在外力作用下，从磁场边界dd'沿直轨道向下匀速通过磁场，到达边界cc'时撤去外力，导体棒恰能沿圆弧轨道通过最高处aa'，金属轨道电阻及空气阻力均不计，重力加速度为g，求：
    （1）导体棒通过aa'时速度υ的大小；
    （2）导体棒匀速通过磁场时速度υ0的大小；
    （3）导体棒匀速通过磁场过程中棒上产生的热量Q．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，轨道的宽L＝0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B＝0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0 N作用下，由静止开始运动，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直，导体棒的电阻r=0.1Ω，轨道电阻不计. 求：

    (1)导体棒的速度v=5.0m/s时，导体棒受到安培力的大小F安．

    (2)导体棒能达到的最大速度大小vm ．

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