两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：0108 期末题难度：来源：

两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动。设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好，重力加速度为g。求：
（1）ab杆匀速运动的速度v₁；
（2）ab杆所受拉力F；
（3）若测得cd杆匀速运动的速度为v₂，则在cd杆向下运动路程为h过程中，整个回路中产生的焦耳热为多少？

答案

解：（1）ab杆向右运动时，ab杆中产生的感应电动势方向为a→b，大小为

cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右
安培力大小为

①
cd杆向下匀速运动，有

②
解①②两式，ab杆匀速运动的速度为

③
（2）ab杆所受拉力

④
（3）设cd杆以v₂速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离

整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功

核心考点

试题【两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平内，另一边垂直于水平面，质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平】；主要考察你对电磁感应等知识点的理解。[详细]

举一反三

两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，在导轨上面垂直于导轨放置两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示。两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，固定棒cd，用水平恒力F拉ab棒，使之由静止开始向右加速运动位移为S时，速度恰好达到最大。求：
（1）ab棒所能达到的最大速度是多少？
（2）当ab棒的速度为最大速度的一半时，ab棒的加速度是多少？
（3）当ab棒的速度达到最大速度时，突然撤去力F并同时释放cd棒，从ab开始运动至两棒速度稳定时，电路中共产生的热量以及通过导体横截面的电量各是多少？

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如图所示，水平放置的平行光滑金属导轨宽L=0.2m，质量m=0.1kg的金属棒ab放在导轨上，并且与两导轨垂直，整个装置放在方向竖直向下，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，若金属棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动，电路中除导轨左端接有阻值R=0.05Ω的电阻外，其余部分的电阻均不计。
（1）判断ab棒中电流的方向；
（2）当ab棒速度为5m/s时，棒的加速度多大？
（3）当ab棒达到最大速度后，撤去外力F，求此后回路中产生的热量及流过电阻R的电量。