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    在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置相距L且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻.一根垂直于导轨放置的金属棒ab，其质量为m.现用水平细绳跨过定滑轮连接一质量为M的重物拉动金属杆ab，如图16-3所示.若重物从静止开始下落，且导轨和金属棒的电阻、定滑轮的质量及一切摩擦均不计，求：

    图16-3

    (1)金属棒的最大速度.

    (2)若重物从静止开始至匀速运动的某一时刻，下落的高度为h,求这一过程中电阻R上产生的热量.

    解析：(1)重物M拉动金属杆运动，切割磁感线产生感应电流，ab杆将受到水平向左的安培力的作用，杆的速度将逐渐增大，在物体的重力和安培力相等时，金属棒达到最大速度.设最大速度为vm，由能量转化和守恒可得

        Mgvm=其中E=BLvm

        则vm=MgR/B2L2.

    (2)从静止至匀速之后的某时刻，下降的高度为h,由能量转化和守恒可得

        Mgh=(M+m)vm2+Q

        解得Q=Mg［h-(M+m)MgR2/2B4L4］.

    答案：(1)MgR/B2L2  (2)Mg［h-(M+m)MgR2/2B4L4］

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    （2011?奉贤区二模）如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角θ（θ＜90°），光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，框架中的BC部分与导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，光滑导体棒EF经过C点瞬间作为计时起点．若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料组成的导体，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是（　　）

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    （2008?东城区模拟）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，置有水平的平行金属导轨，横跨在两导轨间的金属棒ab与导轨接触良好．已知磁场的磁感应强度为B，平行导轨间距为L，闭合回路acdba中的总电阻为R．在金属棒ab以速度v向右匀速运动的过程中，求：
    （1）通过金属棒ab中的电流方向；
    （2）金属棒ab所受安培力的大小；
    （3）闭合回路中消耗的电功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网（1）在弹性限度内，弹簧弹力的大小与弹簧伸长（或缩短）的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数．为了测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘．在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计．
    请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题．
    ①帮助该同学完成实验设计．请你用低压直流电源（精英家教网）、滑动变阻器（精英家教网）、电流表（精英家教网）、开关（精英家教网）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端．
    ②若已知导轨间的距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1，记下金属杆的位置，断开开关，测出弹簧对应的长度为x1；改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2，弹簧对应的长度为x2，则弹簧的劲度系数k=
     
    ．
    （2）气垫导轨（如图甲）工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，大大减小了滑块运动时的阻力．为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块，每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为b．气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块相碰后粘在一起继续运动．图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度s1、s2和s3．若题中各物理量的单位均为国际单位，那么，碰撞前两滑块的动量大小分别为
     
    、
     
    ，两滑块的总动量大小为
     
    ；碰撞后两滑块的总动量大小为
     
    ．重复上述实验，多做几次．若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，间距为L，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计．金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心．一质量为m、带电荷量为q（q?0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动．已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示，其中T0=
    2πmqB0
    ．设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略．
    （1）在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v0；
    （2）在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t=T0到t=1.5T0这段时间内：
    ①细管内涡旋电场的场强大小E；
    ②电场力对小球做的功W．

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