如图所示.AB和CD是足够长的平行光滑导轨.其间距为l.导轨平面与水平面的夹角为θ.整个装置处在磁感应强度为B.方向垂直于导轨平面上的匀强磁场中.AC端连有电阻值为R的电阻．若将一质量为M.垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放.在EF棒滑至低端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F.方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2006?宝山区模拟）如图所示，AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为l，导轨平面与水平面的夹角为θ，整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面上的匀强磁场中，AC端连有电阻值为R的电阻．若将一质量为M，垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放，在EF棒滑至低端前会有加速和匀速两个运动阶段，今用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把EF棒从BD位置由静止推至距BD端s处，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端，（金属棒、导轨的电阻均不计）求：
（1）EF棒下滑过程中的最大速度；
（2）EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能？

分析：（1）EF棒从距BD端s处由静止释放的过程中，安培力先小于重力沿斜面向下的分力，做加速运动，当这两个力相等时，EF棒做匀速运动，速度达到最大，推导出安培力的表达式，由平衡条件求解最大速度．
（2）由恒力推到距BD端s处后，棒先减速到零，然后从静止下滑，当加速度减至零时，在滑回BD之前已达到最大，开始匀速运动．推力做功为Fs，根据功能关系求出内能．

解答：解：（1）如图，当EF棒从距BD端s处由静止开始滑至BD的过程中，受力情况如图所示，棒所受的安培力为

F_安=BIl=

B2l2v

根据牛顿第二定律得
a=

Mgsinθ-

B2l2v

①
所以，EF棒由静止开始做加速度减小的加速运动，当a=0时做匀速运动，速度达到最大值v_m，由①式a=0有，Mgsinθ=

B2l2vm

得，vm=

MgRsinθ

B2l2

（2）由恒力推到距BD端s处后，棒先减速到零，然后从静止下滑，当加速度减至零时，在滑回BD之前已达到最大，开始匀速运动．根据能量守恒定律得
Fs-Q=

解得，Q=Fs-

MgRsinθ

B2l2

)2
答：（1）EF棒下滑过程中的最大速度是

MgRsinθ

B2l2

；
（2）EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有Fs-

MgRsinθ

B2l2

)2电能转化成了内能．

点评：本题分别从力和能量两个角度研究电磁感应现象，要会推导安培力与速度的关系式，把握能量如何转化两个关键．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（2006?宝山区模拟）一轻弹簧一端系在墙上，自由伸长时，右端正好处在B处，今将一质量为m的小物体靠着弹簧，将弹簧压缩到A处，然后释放，如图所示．小物体能在水平面上运动到C点静止，AC距离为s；如将小物体系在弹簧上，在A由静止释放，则小物体将向右运动，或来回运动后最终停止，设小物体通过的总路程为L，则下列选项可能的是（　　）

A．L＞s

B．L=s

C．L＜s

D．以上答案都有可能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2006?宝山区模拟）如图所示，一对男女杂技演员荡秋千（秋千质量不计），当秋千悬绳处于水平位置时秋千从A点由静止出发绕悬点O下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，此推出瞬间，男女演员总机械能增为原来的3倍（以B点所在的水平面为重力势能的零势能面），然后女演员刚好能回到A处．已知男女演员质量之比为2：1，秋千的悬绳长为L，C点比O点低5L．求男演员落地点C距O点的水平距离s．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：