[题目]如图所示.电阻忽略不计的金属导轨CED固定在绝缘水平面上.CE和DE长度均为1.25 m.CD长为1.5m.以CD中点O为原点.OE为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆GH.在水平拉力F的作用下.从CD处开始以恒定速度v＝1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好).已知空间存在方向竖直向上.磁感应强度B为1T的匀强磁场.金属� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，电阻忽略不计的金属导轨CED固定在绝缘水平面上，CE和DE长度均为1.25 m，CD长为1.5m.以CD中点O为原点，OE为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆GH，在水平拉力F的作用下，从CD处开始以恒定速度v＝1m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)，已知空间存在方向竖直向上，磁感应强度B为1T的匀强磁场.金属杆GH长度d也为1.5 m、质量m为1 kg、电阻R为0.5 Ω，金属杆GH与金属导轨CED之间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2.求：

（1）金属杆GH运动到x=0.4m时电势差UGH；

（2）金属杆GH从CD处运动到E点的全过程安培力的冲量；

（3）金属杆GH从CD处运动到E点的全过程产生的热量.

【答案】（1）UGH=-0.6V （2）2.25 Ns（3）2.25J

【解析】

（1）导体棒切割磁感线产生感应电动势，由几何关系求得x=0.4m处的电动势，由E=BLv求得GH之间的电势差；

（2）根据上述发现，感应电流大小与导体长度无关，则电流恒定，因而由安培力的表达式结合时间即可求解安培力的冲量；

（3）当导体棒匀速运动，由有效长度可列出安培力大小关于运动位移x的表达式，根据安培力与位移成线性关系，可利用安培力平均值来求出产生焦耳热。

（1）由几何关系得：；，即∠CEO=370；当金属杆GH运动到x=0.4m时，导体棒切割磁感线的有效长度为：

产生的电动势：E=Blv=1×0.9×1V=0.9V，此时导体棒的两导轨之间的部分与导轨做成闭合回路，但是因导轨的电阻为零，可知导体棒与导轨接触的两点间电势差为零；则导体棒GH两端其中的H端电势高于G端，则电势差为

（2）设导体棒经过时间t，导体棒切割磁感线的有效长度为；此时导体棒有效电阻

导体棒的电流：

安培力：

建立F安-t图像，由图像的面积可知安培力的冲量为：

（3）设导体棒运动的位移为x，则导体棒切割磁感线的有效长度为；

此时导体棒有效电阻

导体棒的电流：

安培力：

因安培力的大小F安与位移x成线性关系，故通过导轨过程中导体棒所受安培力的平均值：

则从金属杆GH从CD处运动到E点的全过程产生的热量等于克服安培力做功：.

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A. 只要DA的高度大于，小球就可以落在平台MN上任意一点

B. 若DA高度为2R，则小球经过B点时对轨道的压力为7mg

C. 小球从D运动到B的过程中，重力的功率一直增大

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A．磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为

B．磁铁从A到O的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为

C．磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为2φ1

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B. 电压表 V2（0～15V，内阻 15kΩ）

C. 电流表 A（0～1A，内阻约 1Ω）

D. 定值电阻 R1＝6kΩ

E. 定值电阻 R2＝16kΩ

F. 滑动变阻器 R（0～10Ω，额定电流 2A）

G. 学生电源（直流5V，内阻不计）

H. 开关、导线若干

（1）为了减小实验误差，电压表应选用____ ，定值电阻应选用 ____ （均用序号字母填写）；

（2）在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，画出满足要求的电路图___；

（3）根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压 U 与电压表读数 UV 的关系 U＝___。若小灯泡的电功率为 P，则关系图线可能正确的是____。

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C. , D. ,

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