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相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直
网友投稿  2023-04-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同，ab、cd两棒的电阻均为r=0.9Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始，沿导轨匀加速运动，g取10m/s2．
（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向？cd棒受到的安培力方向？
（2）求出ab棒加速度大小和磁感应强度B的大小？
（3）从t1=0到t2=2s，金属棒ab的机械能变化了多少？
魔方格

◎ 答案

（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向从b流向a． 
         cd棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里．    
    （2）设ab棒加速度大小为a，当t1=0时，F1=11N，则
             F1-mg=ma          
           解得a=1m/s2
         当t2=2s时，F2=14.6N，设ab棒速度大小为v，其中电流为I，则
             F2-mg-BIL=ma                        
               v=at2                             
              BLv=2I r            
             解得B=1.2T                       
     （3）从t1=0到t2=2s，ab棒通过的距离为h，则h=
1
2
a
t22

         设金属棒ab的机械能变化为△E，则
△E=mgh+
1
2
m
υ2 
  
          解得△E=22J

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】，【磁场对通电导线的作用：安培力、左手定则】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  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。



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