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    （20分）足够长的平行金属导轨ab、cd放置在水平面上，处在磁感应强度B=1.00T的竖直方向的匀强磁场中，导轨间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，质量m=0.5kg的金属棒ef与bc紧贴在导轨上，处于两导轨间的长度L=0.40m、电阻r=0.10Ω，如图所示。在水平恒力F作用下金属棒ef由静止开始向右运动，其运动距离与时间的关系如下表所示。导轨与金属棒ef间的动摩擦因数为0.3，导轨电阻不计，g=10求：

    时间t(s)

    0.0

    1.0

    2.0

    3.0

    4.0

    5.0

    6.0

    7.0

    运动距离x(m)

    0.0

    0.6

    2.0

    4.3

    6.8

    9.3

    11.8

    14.3

    （1）在4.0s时间内，通过金属棒截面的电荷量q；

    （2）水平恒力F;

    （3）庆丰同学在计算7.0s时间内，整个回路产生的焦耳热Q时，是这样计算的：

    先算7.0s内的电荷量

    再算电流

    再用公式计算出焦耳热

    请你简要分析这样做是否正确？认为正确的，请算出结果；认为错误的，请用自己的方法算出7.0s，整个回路产生的焦耳热Q。

     

    【答案】

    （1）6.8C? （2）2.5N? （3）12.7J

    【解析】

    试题分析：(1).金属棒产生的平均感应电动势???? (1分)

    平均电流????? （1分）

    电荷量???? （2分）

    (2).由表中数据可知3.0s以后棒ef做匀速直线运动

    ??????? （2分）

    F-f=BIL?????????? （2分）

    由， E= BLv???????? （2分）

    解得F=BIL+ f=2.5N???????? （3分）

    (3)庆丰同学用电流的平均值计算焦耳热是错误的，?????? （2分）

    根据能量转化和守恒定律有（3分）

    解得Q=12.7J??????????? （2分）

    考点：本题考查电磁感应、能量守恒

     

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    （1）3s末金属杆的动能；
    （2）3s末安培力的功率；
    （3）4s内拉力F做的功．

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    （1）5s末金属杆的动能；
    （2）5s末安培力的功率
    （3）5s内拉力F做的功．

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    （1）为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向；
    （2）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；
    （3）若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率△B/△t=k（k＞0）．将金属杆ab由静止释放，杆将沿斜面向下运动．求当杆的速度为v时，杆的加速度大小．

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    （1）小球的速度v0；
    （2）若使小球在金属板间不偏转，则金属棒ab的速度大小和方向；
    （3）若要使小球能从金属板间射出，则金属棒ab匀速运动的速度应满足什么条件？

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    （1）金属棒达到cd处的感应电流大小；
    （2）金属棒从ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．

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