[题目]如图(a)所示.平行长直金属导轨水平放置.间距L=0.4m.导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻.导体棒垂直放置在导轨上.且接触良好.导体棒及导轨的电阻均不计.导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场.bd连线与导轨垂直.长度也为L.从0时刻开始.磁感应强度B的大小随时间t变化.规律如图(b)所示,同一时刻.棒从导轨左端开始向右匀速运动.1s� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图（a）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L=0.4m，导轨右端接有阻值R=1Ω的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L，从0时刻开始，磁感应强度B的大小随时间t变化，规律如图（b）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v=1m/s做直线运动，求：

（1）棒进入磁场前，回路中的电动势E；

（2）棒在运动过程中受到的最大安培力F．

【答案】（1）0.04V（2）0.04N

【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小；根据棒切割磁感线产生的感应电动势公式和欧姆定律求解感应电流，再计算安培力大小．

（1）棒进入磁场前，电动势的大小为：①；

由几何关系得：②；由题图知③；

联立①②③解得：E=0.04V…④

（2）棒在bd位置时E最大，为：；此时的电流为：；

受到的安培力大小为：，代入得，方向向左

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电源（电动势约为3 V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3 V，内阻很大）；

电压表V2（量程为3 V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4 kΩ）；定值电阻R2（阻值2 kΩ）；电阻箱R（最大阻值9 999 Ω）；单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F． __________________________。（补充完整实验步骤）

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数d＝30.00 mm；

（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝_______ （用R1、R2、R表示）。

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝_______ Ω·m （保留两位有效数字）。

（4）实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。

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