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带电粒子在匀强磁场中的运动
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）如图所示，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离L="0.20"m，在两轨道的左端之间接有一个R=0.10W的电阻.在虚线OOˊ(OOˊ垂直于轨道)右侧有方向竖
网友投稿 2023-04-06 00:00:00 零零社区
◎ 题目
）如图所示，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离
L
="0.20" m，在两轨道的左端之间接有一个
R=
0.10W的电阻.在虚线
OO
ˊ(
OO
ˊ垂直于轨道)右侧有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度
B=
0.50 T.一根质量
m=
0.10 kg的直金属杆
ab
垂直于轨道放在两根轨道上.某时刻杆
ab
以
v
0
=
2.0 m/s且平行于轨道的初速度进入磁场，同时在杆上施加一个水平拉力，使其以
a=
2.0 m/s
2
的加速度做匀减速直线运动.杆
ab
始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触. 杆
ab
和轨道的电阻均可忽略.
（1）在金属杆
ab
向右运动的过程中，求杆中的感应电流为最大值的
时，水平拉力的功率；
（2）从金属杆
ab
进入磁场至速度减为零的过程中，电阻
R
上发出的热量
Q
="0.13" J，求此过程中水平拉力做的功.
◎ 答案
（1）7.5×10
-2
W（2）
-
7.0×10
-2
J
◎ 解析
（1）金属杆刚进入磁场时，速度最大，由
可知，此时杆中的感应电流也最大.
当速度减至
m/s时，电流为最大值的
，即
A
此时杆
ab
所受的安培力
N，方向水平向左
设杆
ab
所受的水平拉力为
F
，根据牛顿第二定律
F
安
+
F
=
ma
F
=
ma
-
F
安
=" 0.15" N，方向水平向左
此时施加在杆
ab
上的水平拉力的功率
= 7.5×10
-2
W
（2）金属杆进入磁场后，一直受到安培力和水平拉力的共同作用而做匀减速直线运动，直至速度为零.设此过程中安培力做功为
W
安
，拉力做功为
W
，则由动能定理得
其中克服安培力做功的数值等于电阻
R
上发出的热量
Q
，即
-
W
安
=
Q
，所以
=
-
7.0×10
-2
J
◎ 知识点
专家分析，试题“）如图所示，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离L="0.20"m，在两轨道的左端之间接有一个R=0.10W的电阻.在虚线OOˊ(OOˊ垂直于轨道)右侧有方向竖…”主要考查了你对 【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/441647.html
十二生肖
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时，水平拉力的功率；
可知，此时杆中的感应电流也最大. 
m/s时，电流为最大值的
，即 
A
N，方向水平向左
= 7.5×10-2 W
= -7.0×10-2 J