高中物理模型21單桿切割模型(解析版)

1、衡石量書高中物理模型21單桿切割(原卷版)(3)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中安培力做功的大小:衡石4房書(4)金屬棒從x=0運動到x=2m過程中外力的平均功率。從x=0處以初速度如=2m/s沿導(dǎo)軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變。求:(1)電路中的電流：(2)金屬棒在x=2m處的速度;(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功W安；導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢(D導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:當(dāng)導(dǎo)體棒垂直于磁場運動3、/、u兩兩垂直時,當(dāng)導(dǎo)線的運動 方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為6時,E=B/vsin 0.用公式七=%”算的感應(yīng)電動勢是平均電動勢,只有在電動勢不隨時間變化

2、的情況下平均電動勢才等于瞬時電 At動勢。用公式七=85計算電動勢時，如果，是瞬時速度，那么電動勢是瞬時值;如果u是平均速度，那么電動勢是平均值。(3)公式石寺是計算感應(yīng)電動勢的普遍適用的公式，公式E=BL，則是石二號的一個特例.公式石=的，成立的條件 SJu是L、I，、B三者兩兩垂直。如果不是兩兩垂直，那么L取導(dǎo)線在垂直于B方向的有效長度)取垂直于B方向的分速度。(4汨=芍是求整個回路的總電動勢,并且求出的是加時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，而公式七二8)求出的只是切割磁感線的那部分導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢，不一定是回路中的總感應(yīng)電動勢，并且它一般用于求某一時刻的瞬時感應(yīng)電動勢?！镜淅?】如圖.一直導(dǎo)體棒

3、質(zhì)量為m、長為1、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為1的光滑平行導(dǎo)軌上, 并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)：導(dǎo)軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度 大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度vo。在棒的運動速度由vo減小至 V的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運動。若不計導(dǎo)軌電阻, 求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)動勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。X X X X XX I X X _X X-/I BXXXXXvoXXXXXXXXXX【變式訓(xùn)練1】如圖，兩根相距L=0.4m、電阻不計的平行光

4、滑金屬導(dǎo)軌水平放置,一端與阻值H=0.15C的電阻相 連。導(dǎo)軌x>0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平而垂直，變化率k=0.5T/m, x=0處磁場的 磁感應(yīng)強度%=0.51 一根質(zhì)量m=O.lkg、電阻r=0.05。的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下【典例2】如圖，水平而內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌，其MN、P。邊的電阻不計，M尸邊的電阻阻值R=L5C. MN與MP 的夾角為135。,尸。與垂直，MP邊長度小于1m,將質(zhì)量切=2kg,電阻不計的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與 MP平行。棒與2M P。交點G、間的距離L=4m?？臻g存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強

5、度5=0.5。 在外力作用下，棒由GH處以一定的初速度向左做直線運動，運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相 等。(1)若初速度vi=3ni/s,求棒在GH處所受的安培力大小Fa.(2)若初速度V2=1.5m/s,求棒向左移動距離2m到達EE所需時間在棒由GH處向左移動2m到達EF處的過程中，外力做功W=U,求初速度打?！咀兪接?xùn)練2】電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=L15m,兩導(dǎo)軌間距L=0.75m,導(dǎo)軌傾角為30。，導(dǎo)軌上端ab接一 阻值R=L5Q的電阻，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值k0.5C,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道 垂直且接觸良好，從軌道上端a

6、b處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Qr=0.1J 0 (取g = 10m / s")求：(2)金屬棒下滑速度i，= 2"?/s時的加速度.(3)為求金屬棒下滑的最大速度4,有同學(xué)解答如下：由動能定理= !?匕：，。由此所得結(jié)果是否正確？ 2若正確，說明理由并完成本小題：若不正確，給出正確的解答?！镜淅?】如圖甲所示，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小8=0.5 T的勻強磁場，有兩條平行的長直導(dǎo)軌MN、 PQ處于同一水平面內(nèi)，間距L=0.2*左端連接阻值/?=0.4 C的電阻。質(zhì)量/ =0.1 kg的導(dǎo)體棒cd垂直跨接在導(dǎo)軌上, 與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0

7、.2。從/=0時刻開始,通過一小型電動機對導(dǎo)體棒施加一個水平向右的牽引力F,使導(dǎo)體棒 從靜止開始沿導(dǎo)軌方向做加速運動，此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不 計，取重力加速度大小g= 10 m/s20甲(1)若電動機保持恒定功率輸出，導(dǎo)體棒的修圖象如圖乙所示(其中OC是曲線CD是水平直線)，已知010 s內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的熱量。=28 J、求：導(dǎo)體棒達到最大速度vm時牽引力F的大小。導(dǎo)體棒從靜止開始至達到最大速度vm時的位移大小。若電動機保持恒定牽引力尸=0.3 N，且將電阻換為C=10 F的電容器(耐壓值足夠大)，如圖丙所示，求ulOs時牽 引力的功率?！咀兪接?xùn)

8、練3】如圖所示,絕緣水平面內(nèi)固定有一間距"=1 nu電阻不計的足夠長光滑矩形導(dǎo)軌AKQC導(dǎo)軌兩端接有 阻值分別為Ri=3 Q和&=6 Q的定值電阻，矩形區(qū)域AKFE、NMCD范圍內(nèi)均有方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B= T的勻強磁場/和，一質(zhì)量;h=0.2 kg、電阻r=l C的導(dǎo)體棒be垂直放在導(dǎo)軌上AK與七廠之間某處.在方向水平向右、 大小Fo=2 N的恒力作用下由靜止開始運動，剛要到達EE時導(dǎo)體棒be的速度大小環(huán)=3 m/s,導(dǎo)體棒前進入磁場后, 導(dǎo)體棒be中通過的電流始終保持不變，導(dǎo)體棒he在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，空氣阻力不計。(1)求導(dǎo)體棒be剛要到

9、達EF時的加速度大小.。(2)求兩磁場邊界EF和MN之間的距離L【典例4】(2019廣西南寧1月檢測)如圖中所示，放置在水平桌面上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1 m,質(zhì)量利=1 kg的 光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4 Q的電阻相連，導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度大小8=2 T的勻強磁場，磁場 的方向垂直導(dǎo)軌平而向下,現(xiàn)給導(dǎo)體棒施加一個水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2 s測量一次導(dǎo)體棒的速度，圖乙是根據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出的導(dǎo)體棒的if圖象。設(shè)導(dǎo)軌足夠長，求:(1)力廠的大小。(2)/=1.6 s時，導(dǎo)體棒的加速度大小。(3)若1.6 s內(nèi)導(dǎo)體棒的位移x=8 m,試計算1.6s內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量。

10、【變式訓(xùn)練4】某同學(xué)設(shè)計了電磁健身器,簡化裝置如圖所示。兩根平行金屬導(dǎo)軌相距/=0.50m,傾角6=53。,導(dǎo)軌上端 接一個夫=0.05。的電阻。在導(dǎo)軌間長=0.56 m的區(qū)域內(nèi).存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小 8=2.0 To質(zhì)量/»=4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上用絕緣繩索通過定滑輪與輕的拉桿GH相連,CD棒的初始位 置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24 BK 一位健身者用F=80 N的恒力沿繩拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過 程中C。棒始終與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CQ棒回到初始位置。已知sin 53。=08c

11、os 53。=0.6,重力加速度g=10 m/s)不計其他電阻、摩擦力，以及拉桿和繩索的質(zhì)量。(1)求CQ棒進入磁場時速度v的大小。(2)通過數(shù)據(jù)計算，說明CD棒進入磁場后的運動情況。衡石量書（3）某健身者鍛煉過程中，沒有保持80 N的恒定拉力.若測出CD棒到達磁場上邊緣時的速度為2 m/s,CD棒每次 上升過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱。=22.4 J,這位健身者為了消耗8000 J的熱量，約需完成以上動作多少次?【典例51（2018河北保定期中）如圖所示，兩條相距/的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面（紙面）內(nèi)，其上端接一阻值為R的電阻;在兩導(dǎo)軌間0。下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強

12、度為B?，F(xiàn)使電阻為八質(zhì)量為6的 金屬棒帥由靜止開始自。位置釋放，向下運動距離，/后速度不再變化。金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落 過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計。重力加速度為g。匚入叮叮 I n（1）磁場的方向。（2）MN剛開始運動時加速度a的大小。（3）MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量【變式訓(xùn)練6】（2018湖北宜昌9月月考）（多選）如圖所示，間距L=L0m、長為5.0 m的光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，一電 容C=0.1 F的平行板電容器接在導(dǎo)軌的左端。垂直于水平面的磁場沿x軸方向上按8=氏+履（其中氏=0.41上0.2 T/m） 分布，垂直x軸方向的磁場均勻分布?，F(xiàn)有一導(dǎo)體棒橫跨在導(dǎo)體框

13、上，在沿x軸方向的水平拉力F作用卜,以v=2.0 m/s 的速度從x=0處沿x軸方向勻速運動,不計所有電阻，下列說法中正確的是（上 X X X X XTx X X X X XXXXXXX衡石量書A.電容器中的電場隨時間均勻增大B.電路中的電流隨時間均勻增大求棒ah在向下運動距離”的過程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱.棒ab從靜止釋放經(jīng)過時間fo下降了求此時刻的速度大小.X)RXXXXXX【變式訓(xùn)練5 （2018遼寧丹東二模）如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平而上，導(dǎo)軌足夠長，電阻不計，兩軌間距 為心其左端連接一阻值為R的電阻。導(dǎo)軌處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為A質(zhì)量為，的金屬棒，放 置在

14、導(dǎo)軌上，其電阻為心某時刻一水平力F垂直作用在金屬棒中點，金屬棒從靜止開始做勻加速直線運動，已知加速度 大小為“，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。XXXX從力F作用開始計時，請推導(dǎo)F與時間，的關(guān)系式。（2）F作用時間fo后撤去，求金屬棒能繼續(xù)滑行的距離sc【典例6電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌 道炮示意圖如圖，圖中直流電源電動勢為£電容器的電容為Ce兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，.電 阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為，、電阻為R的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸。首先 開關(guān)S接1.使電容器完全充電

15、。然后將S接至2,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場（圖中 未畫出）WN開始向右加速運動。當(dāng)A/N上的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時，回路中電流為零.MN達到最C拉力F的功率隨時間均勻增大D.導(dǎo)體棒運動至x=3 m處時,所受安培力為0.02 N【典例7】（2019河北張家口 1月模擬）（多選汝口圖所示，固定的豎直光滑U形金屬導(dǎo)軌，間距為乙上端接有阻值為R的 電阻,處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平而、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為小、電阻為r的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。初始時刻，彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量x.器此時導(dǎo)體棒具有豎直

16、向上的初速度v0o在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。則下列說法正確的是 （）。A.初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小F再包B.初始時刻導(dǎo)體棒加速度的大小a=2gUj三C導(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)大速度，之后離開導(dǎo)軌。求:D.導(dǎo)體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。馬為、蜉4K變式訓(xùn)練8】（2016全國卷,24）如圖,水平面（紙面）內(nèi)間距為/的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,質(zhì)量為叭 長度為/的金屬桿置于導(dǎo)軌上。，=0時,金屬桿在水平向右、大小為E的恒定拉力作用下由靜止開始運動。功時刻，金屬桿進入磁感 應(yīng)強度大小為8、方向垂直于紙而向里的勻強磁場

17、區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不 讓，兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為分重力加速度大小為外求：（1）金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小?！咀兪接?xùn)練7】（2018廣西十校聯(lián)考）如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、P。相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾 角為/導(dǎo)軌電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勾強磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長為L的金屬棒ah垂直MN、PQ放置在導(dǎo)軌 上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為初電阻為用兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右惻電路，電路中心為一電阻箱，已知 燈泡的電阻Rl=3R不變，定值電阻R=R.調(diào)力電阻箱使R2=6R,重力加速度為印閉合開關(guān)

18、S,現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放。（2）電阻的阻值?！镜淅?】如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為仇間距為心導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為 C。導(dǎo)軌處于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為以方向垂直于導(dǎo)軌平而。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為，的金屬棒，棒可 沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為出重力加速度 大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，C穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為D.釋放時距磁場/上邊界的高度h可能小于焦 L模型21單桿切割（解析版）（1）求金屬棒下滑的最大速度為的大小。（2）若金屬棒下滑距離為x時速度恰好達到最大，求金屬棒由靜止開

19、始下滑x的過程中流過/?,的電荷量和R產(chǎn)生的焦 耳熱。I。（3）改變電阻箱&的值，求艮為何值時，金屬棒勻速下滑過程中&消耗的電功率最大?！镜淅?】（2018江蘇卷,19）（多選）如圖甲所示，豎直放置的4"?形光滑導(dǎo)軌寬為L,矩形勻強磁場/、的高和間距均 為4磁感應(yīng)強度為慶質(zhì)量為，的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場/和時的速度相等。金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為 R.與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計,重力加速度為金屬桿（）。：XB X n XX： d1 -L -甲A.剛進入磁場/時加速度方向豎直向下B.穿過磁場/的時間大于在兩磁場之間的運動時間求（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒

20、速度大小的關(guān)系:（2）金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系?！咀兪接?xùn)練9】如圖所示，在勻強磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為乙長為34,導(dǎo)軌平面與水平面的夾 角為夕在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為的薄絕緣涂層。勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量 為川的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運動，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒始終 與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R，其他部分的電阻均不計，重力加速度為g。求：（1）導(dǎo)體棒與涂層間的動摩擦因數(shù)：（2）導(dǎo)體棒勻速運動的速度大小I，；（3）整個運動過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動

21、勢(1)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:當(dāng)導(dǎo)體棒垂直于磁場運動3、/、u兩兩垂直時,當(dāng)導(dǎo)線的運動 方向與導(dǎo)線本身垂直，但與磁感線方向夾角為6時,E=8/vsin 8。(2)用公式七=%計算的感應(yīng)電動勢是平均電動勢，只有在電動勢不隨時間變化的情況下平均電動勢才等于瞬時電動勢。用公式E=8Lv計算電動勢時，如果v是瞬時速度，那么電動勢是瞬時值;如果u是平均速度，那么電動勢是平均值。(3)公式E音是計算感應(yīng)電動勢的普遍適用的公式，公式E=BL，則是現(xiàn)中的一個特例。公式E=BLv成立的條件是L、八8三者兩兩垂直。如果不是兩兩垂直，那么L取導(dǎo)線在垂直于B方向的有效長度)取垂直于B方向的分速度。(4)E=

22、U是求整個回路的總電動勢,并且求出的是加時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，而公式七=8)求出的只是切割磁感線的那部分導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢，不一定是回路中的總感應(yīng)電動勢，并且它一般用于求某一時刻的瞬時感應(yīng)電動勢?！镜淅?】如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為1、電阻為r,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為1的光滑平行導(dǎo)軌上, 并與之密接：棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻(圖中未畫出)；導(dǎo)軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度 大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平而。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度vo0在棒的運動速度由V。減小至 VI的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運動

23、。若不計導(dǎo)軌電阻, 求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)動勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。X X X X X.x x.x X xAx X X XVoX X X X XX X X X X【解析】導(dǎo)體棒所受的安培力為F=IIB該力大小不變，棒做勻減速運動，因此在棒的速度從小減小到I”的過程中，平均速度為-1v = T(vo+vi)當(dāng)棒的速度為V時，感應(yīng)電動勢的大小為E=lvB棒中的平均感應(yīng)電動勢為E = lvB由式得 1 E = -Z(v0 +)B導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為=/)負(fù)載電阻上消耗的平均功率為R=百-R由式得R = -/(v0 +vx)BI-I1r2【變式訓(xùn)練1】如圖，兩根相距L=0.4m、電阻不

24、計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R=0.15。的電阻相 連。導(dǎo)軌心0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率k=0.5T/m, .*=0處磁場的 磁感應(yīng)強度%=0.5一根質(zhì)量w=O.lkg、電阻r=0.05。的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下 從x=0處以初速度如=2m/s沿導(dǎo)軌向右運動，運動過程中電阻上消耗的功率不變。求： (1)電路中的電流：(2)金屬棒在x=2m處的速度；(3)金屬棒從x=0運動到A=2m過程中安培力做功的大小；(4)金屬棒從x=0運動到A = 2m過程中外力的平均功率。【解析】在 x=0 時，E=B0Lv=O.5x0.4x2

25、V=0.4V6電路中的電流I=E/(R+r)=2A；(2)在 x=2m 處,磁感應(yīng)強度 B2= BO+kx2=O.5T+O.5T/mx2m=1.5TuE=B2Lv2,2 解得：金屬棒在x=2ni處的速度v2= 3 ni/s.(3)金屬棒從x=0開始運動時的安培力：F0=B0IL=0.5x2x0.4N=0.4No至lj x=2m 時的安培力：FA=B2IL=1.5x2x0.4N=l.2No衡石量書£過程中安培力做功的大小W=2( F0 + FA)x=1.6Jo(4)由 EIt=W 解得 t=2s,>£ £由動能定理:Pl-W= 2 mv22- 2 nivO2,

26、64解得 p= 90 w=0.71W.【典例2】如圖，水平而內(nèi)有一光滑金屬導(dǎo)軌，其MN、尸。邊的電阻不計，MP邊的電阻阻值R=1.5C. MN與MP 的夾角為135。,尸。與垂直，時P邊長度小于1m,將質(zhì)量帆=2kg,電阻不計的足夠長直導(dǎo)體棒擱在導(dǎo)軌上，并與 M尸平行。棒與A/M尸。交點G、"間的距離L=4m?？臻g存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度5=0.5T. 在外力作用下，棒由G處以一定的初速度向左做直線運動，運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相 等。（1）若初速度w=3m/s,求棒在GH處所受的安培力大小F,.（2）若初速度k=15】次,求棒向左移動距離2m到達

27、EE所需時間上（3）在棒由G"處向左移動2m到達EF處的過程中，外力做功W=7J,求初速度也?！敬鸢浮?1) 8N； (2) 1s： (3) InVs【解析】（1）棒在G”處速度為止因此4=今1由此得以=號21 = 8N ： 由動能定理：EK=+-mv-mv；八 八, s 2 J克服安培力做功：W=/汰A" 八 3式中/一絲匕加，=竺衛(wèi)3R2Lv3聯(lián)立解得：w匕a 2R由于電流始終不變，有：V;=-P3a因此 w = a（" + L的"+ L（土 一 1）片2R 2 a2 3代入數(shù)值得3v+4v3-7=0解得 = Ini/s或匕=m/s （舍去）3【變式

28、訓(xùn)練2】電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m,兩導(dǎo)軌間距L=O.75m,導(dǎo)軌傾角為30。，導(dǎo)軌上端ab接一 阻值R=L5。的電阻，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值k0.5C,質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道 垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱=O.1J 0 （取g = 10/7?/ 屋）求：衡石量書（2）設(shè)棒移動距離”，由幾何關(guān)系E尸間距也為小 磁通量變化/!>=ga（a + L）8題設(shè)運動時回路中電流保持不變，即感應(yīng)電動勢不變，有：£=BLv2解得仁3+ L) = s2八4（3）設(shè)外力做功為卬，克服

29、安培力做功為1匕，導(dǎo)體棒在EE處的速度為八（1）金屬棒在此過程中克服安培力的功；金屬棒下滑速度y = 2"s時的加速度”.為求金屬棒下滑的最大速度4，有同學(xué)解答如下：由動能定理%0由此所得結(jié)果是否正確？ 2若正確，說明理由并完成本小題：若不正確，給出正確的解答?！窘馕觥浚?）下滑過程中安培力的功即為在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱，由于R = 3r,因此QK=3Qr=O.3（J）（1 分），卬安=。=。4+。/=。4（，）（2分）（2）金屬棒下滑時受重力和安培力B?lF; =BIL =vR + r（1分）o/(msT)DAfxxcxxxxxx1086422 4 6 8 10 浜 乙由牛頓第二定律

30、mg sin 30。一b2i3v = ma R + r（3分）XXX x -X-fc gXX X X,B* s 1 0.82x0.752x2 與,八，a = g sin 30 -v = lOx - = 3.2(m /s)（2分）加(R + r) 2 0.2x(1.5 + 0.5)P XXJXXXXX w若電動機保持恒定功率輸出，導(dǎo)體棒的E圖象如圖乙所示（其中OC是曲線是水平直線），已知010 S內(nèi)，電（3）此解法正確Q(1分)阻R產(chǎn)生的熱量Q=28J.求:導(dǎo)體棒達到最大速度Um時牽引力E的大小.金屬棒下滑時舞重力和安培力作用，其運動滿足導(dǎo)體棒從靜止開始至達到最大速度Vm時的位移大小。mg si

31、n 30° 一v = ma R + r若電動機保持恒定牽引力F=0.3 N，且將電阻換為C=10 F的電容器（耐壓值足夠大），如圖丙所示，求r=10s時牽上式表明，加速度隨速度增加而減小，棒作加速度減小的加速運動。無論最終是否達到勻速，當(dāng)棒到達斜面底端時引力的功率,速度一定為最大。由動能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正確.【答案】.45N儂0m (2)1.5W(2分)【解析】®當(dāng)導(dǎo)體棒達到最大速度后，所受合力為零,沿導(dǎo)軌方向有F-F。=0mgS sin 30°-Q = 匕;（1分）摩擦力產(chǎn)wg=0.2N感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流/4% = j2gSsin30。一衛(wèi)=

32、j2xlOxl.l5xg =2.74(?/s)【典例3】如圖甲所示，空間存在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小8=0.5 T的勻強磁場，有兩條平行的長直導(dǎo)軌MM安培力 F =3/L=0.25NPQ處于同一水平面內(nèi)，間距L=0.2 m,左端連接阻值R=0.4 C的電阻。質(zhì)量m=0A kg的導(dǎo)體棒cd垂直跨接在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù) =0.2。從r=0時刻開始,通過一小型電動機對導(dǎo)體棒施加一個水平向右的牽引力F,使導(dǎo)體棒此時牽引力F=F ,+f=0.45No從靜止開始沿導(dǎo)軌方向做加速運動，此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。除R以外其余部分的電阻均不變力做功問題不能用功的定義式，在010s

33、內(nèi)牽引力是變力但功率恒定，可根據(jù)能量守恒定律求解電動機的功率P=R，m=4.5W計，取重力加速度大小g= 10 m/s2oMxxcxxxx X X x電動機消耗的電能等于導(dǎo)體棒的動能、克服安培力做功產(chǎn)生的焦耳熱與克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能之和.有x x X廣 X X /? X X -X->X X xBx xxxx xxx 甲解得位移x=60iil 當(dāng)金屬棒的速度大小為v時，感應(yīng)電動勢E=BLv由。=軻知，此時電容器極板上的電荷量衡石量書Q=CU=CE=CBLu設(shè)在一小段時間Z內(nèi)，可認(rèn)為導(dǎo)體棒做勻變速運動,速度增加量為Av電容器極板上增加的電荷量根據(jù)電流的定義式l=CBLa 1dt對導(dǎo)體棒受

34、力分析，根據(jù)牛頓第二定律，有F-f-BlL=mu將/=CBL,代入上式可得/=7r=0.5nVs2可知導(dǎo)體棒的加速度與時間無關(guān)，為一個定值，即導(dǎo)體棒做勻加速運動在 t=lOs 時,5m/s,此時的功率 P=Fv=1.5W0【變式訓(xùn)練3】如圖所示,絕緣水平面內(nèi)固定有一間距"=1 m、電阻不計的足夠長光滑矩形導(dǎo)軌AKQC,導(dǎo)軌兩端接有 阻值分別為R=3 Q和&=6 C的定值電阻，矩形區(qū)域AKFE、NMCD范圍內(nèi)均有方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B= T的勻強磁場/和，一質(zhì)量?=0.2 kg、電阻r=l C的導(dǎo)體棒be垂直放在導(dǎo)軌上AK與EF之間某處，在方向水平向右、 大小F()=2

35、 N的恒力作用下由靜止開始運動，剛要到達EF時導(dǎo)體棒be的速度大小力=3 m/s,導(dǎo)體棒be進入磁場后, 導(dǎo)體棒/記中通過的電流始終保持不變,導(dǎo)體棒be在運動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,空氣阻力不計0設(shè)導(dǎo)體棒從從EF運動到的過程中的加速度大小為S,根據(jù)牛頓第二定律，則有h="用導(dǎo)體棒枇在EA MN之間做勻加速直線運動，則有v2 2.vx 2=2iiiL聯(lián)立解得L=L35m0 (l)5m/s2 (2) 1.35m【典例4】(2019廣西南寧1月檢測)如圖甲所示，放置在水平桌而上的兩條光滑導(dǎo)軌間的距離L=1 m,質(zhì)量m=1 kg的 光滑導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左端與阻值R=4Q的電

36、阻相連，導(dǎo)軌所在位置有磁感應(yīng)強度大小8=2T的勻強磁場，磁場 的方向垂直導(dǎo)軌平而向下,現(xiàn)給導(dǎo)體棒施加一個水平向右的恒定拉力F.并每隔0.2 s測量一次導(dǎo)體棒的速度，圖乙是根 據(jù)所測數(shù)據(jù)描繪出的導(dǎo)體棒的17圖象，設(shè)導(dǎo)軌足夠長，求：(1)求導(dǎo)體棒前剛要到達EF時的加速度大小苗。感應(yīng)電流.安器力F =BIL(1)力F的大小。(2)/=1.6 s時，導(dǎo)體棒的加速度大小。(3)若1.6 s內(nèi)導(dǎo)體棒的位移x=8 n,試計算1.6s內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?l)10N (2)2nVs2 (3)48J【解析】感應(yīng)電動勢E=5Lv(2)求兩磁場邊界EF和MN之間的距離乙【答案】受安培力的方向水平向左，由牛頓第

37、二定律,則有凡-孫4=必根據(jù)閉合電跖的歐姆定律，則有/產(chǎn)金上式中R=7T=2Q解得下一芋ON。(2)當(dāng) /=1.6s 時m=8m/s.此時 FFF 解得 a=2m/s，聯(lián)立解得/i=5nVs2oI由能量守恒得6=Q+?WJ(2)導(dǎo)體棒衣進入磁場后.受到的安培力U凡平體做勻速直線運動,導(dǎo)體棒機,中通過的電流A保持不變，則有衡石1量書【解析】導(dǎo)體棒be剛要到達EF時，在磁場中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢上尸&/八經(jīng)分析可知，此時導(dǎo)體棒be所當(dāng)速度最大時F=F &衡石量書每次需消耗的能量AE=A£k+g+Q=56J解得1.6s內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量。=48人【變式訓(xùn)練4】某同學(xué)設(shè)計

38、了電磁健身器,簡化裝置如圖所示。兩根平行金屬導(dǎo)軌相距/=0.50m,傾角8=53。,導(dǎo)軌上端 接一個A=0.05。的電阻。在導(dǎo)軌間長=0.56 m的區(qū)域內(nèi).存在方向垂直導(dǎo)軌平而向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小 8=2.0 To質(zhì)量加=4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與輕的拉桿GH相連,8棒的初始位 置與磁場區(qū)域的下邊界相距5=0.24 mo 一位健身者用F=80 N的恒力沿繩拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過 程中棒始終與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復(fù)裝置使CZ)棒回到初始位置。已知sin 53。=08cos 53。=0.6,重力加速度g

39、=10 m/s不計其他電阻、摩擦力，以及拉桿和繩索的質(zhì)量。一次數(shù)二溪142.86,則完成以上動作約需143次?！镜淅?)(2018河北保定期中)如圖所示，兩條相距/的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一豎直面(紙面)內(nèi)，其上端接一阻值為 R的電阻;在兩導(dǎo)軌間0。'下方區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)使電阻為八質(zhì)量為？的 金屬棒帥由靜止開始自。位置釋放，向下運動距離，/后速度不再變化。金屬棒"與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落 過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計。重力加速度為g。衡石量書(1)求CD棒進入磁場時速度v的大小。(2)通過數(shù)據(jù)計算，說明CD棒進入磁場后的運動情況。

40、(3)某健身者鍛煉過程中，沒有保持80 N的恒定拉力。若測出C。棒到達磁場上邊緣時的速度為2 m/s,CQ棒每次 上升過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱。=22.4 J,這位健身者為了消耗8000 J的熱量，約需完成以上動作多少次？【答案】2.4m/s (2)勻速運動(3)143次【解析】(DC0棒進入磁場前，根據(jù)牛頓第二定律，有F-nif>sin6=nja解得 </=12m/s2由勻變速公式2as=吟解得v=2.4nVso(2)CD棒剛進入磁場時，感應(yīng)電動勢E=B/v=2.4V(1)求棒ah在向下運動距離d的過程中回路產(chǎn)生的總焦耳熱。(2)棒ab從靜止釋放經(jīng)過時間fo下降了求此時刻的速度大

41、小。【答案】呼/-嘴紅的品【解析】(1)設(shè)金屬棒勻速運動的速度為5.收據(jù)閉介電路的歐姆定律可得回路電流/受金屬棒勻速運動時受力平衡，則有聯(lián)立解得金屬棒的最大速度小尸筆裂感應(yīng)電流/=7=48AK根據(jù)能量守恒定律可得/如=%小安培力廣g=B=48N,方向沿斜而向下重力沿斜面方向的分力Gi=Lgsin6=32N因拉力尸=80N.則即合力為零故CQ棒進入磁場后，做勻速運動。(3)每次上升過程棒增加的重力勢能AEp=mg(s+幻sin%25.6J解得。="3生等以(2)以金屬棒為研究對象，根據(jù)動量定理可得增加的動能A反與必而 q=I")=開關(guān)S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,

42、導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平而、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場（圖中 未畫出）MN開始向右加速運動。當(dāng)MN上的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間的電壓相等時，回路中電流為零.MN達到最 大速度，之后高開導(dǎo)軌。求：衡石量書X)RXXXXXX2mCR+Y)【變式訓(xùn)練5 （2018遼寧丹東二模）如圖所示，光滑的金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平而上，導(dǎo)軌足夠長，電阻不計，兩軌間距 為L,其左端連接一阻值為R的電阻。導(dǎo)軌處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為A質(zhì)量為機的金屬棒，放 置在導(dǎo)軌上，其電阻為某時刻一水平力F垂直作用在金屬棒中點，金屬棒從靜止開始做勻加速直線運動，已知加速度 大小為“，金屬棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。XXX

43、X從力F作用開始計時，請推導(dǎo)F與時間，的關(guān)系式。（2）F作用時間力后撤去，求金屬棒能繼續(xù)滑行的距離scr -'/ 、 1 . r-/C、他口。(R+T【答呆】(Dr =-at+ma (2)不”【解析】設(shè)，時刻，電路中電流為/，對金屬棒有F-BILma根據(jù)閉合電路歐姆定律可得BLv=I（R+r）金屬棒速度v-at聯(lián)立解得F=-at+ma.改+r（2）撤去F瞬間，金屬棒速度vo=co,在Z時間內(nèi)，取金屬棒速度方向為正方向由動量定理可得必u兩邊求和有E-/L8Ar=ZmA匕a，=/（/?+）聯(lián)立可得-鼻明如“心即S片等 r+R3 L【典例6電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度,K

44、原理可用來研制新武器和航天運載器。電磁軌 道炮示意圖如圖，圖中直流電源電動勢為£電容器的電容為C兩根固定于水平而內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，電 阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為?、電阻為/?的金屬棒MN,垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài),并與導(dǎo)軌良好接觸“首先（1）磁場的方向。（2）MN剛開始運動時加速度。的大小。（3）MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q,【答案】（1）垂直于導(dǎo)軌平面向卜（2珞百嘉 m +d 1 G【解析】（1）MN向右加速運動，說明安培力向右,而電流方向由M到M則磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。（2）電容器完全充電后，兩極板間電壓為£當(dāng)開關(guān)S接2時，電容器放電,設(shè)剛

45、放電時流經(jīng)MN的電流為/=1設(shè)受到的安培力為F,有F=IIB由牛頓第二定律，有F=ma聯(lián)立由上式得=篙。（3）當(dāng)電容器充電完畢時，設(shè)電容器上電荷量為Q。,有Q0=CE開關(guān)S接2后.MN開始向右加速運動，速度達到最大值Vmax時，設(shè)上的感應(yīng)電動勢為E：有£=8/i，gx依題意有嗚設(shè)在此過程中MN的平均電流為LWN上受到的平均安培力為三有廣=面/由動量定理，有RAf=1Vma*又以=00-0聯(lián)立各式得。=系景【變式訓(xùn)練6】（2018湖北宜昌9月月考）（多選）如圖所示，間距L=1.0m、長為5.0 m的光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，一電 容C=0.1 F的平行板電容器接在導(dǎo)軌的左端。垂直于水平面

46、的磁場沿x軸方向上按8=4+履（其中氏=0.4 T4=0.2 T/m） 分布，垂直x軸方向的磁場均勻分布°現(xiàn)有一導(dǎo)體棒橫跨在導(dǎo)體框上，在沿x軸方向的水平拉力F作用F,以v=2.0 m/s【答案】BC的速度從x=0處沿x軸方向勻速運動,不計所有電阻，下列說法中正確的是（）。|x X X X XXXXXXXXC=6 Fpc X X X X xxxxxxx0xA.電容器中的電場隨時間均勻增大B.電路中的電流隨時間均勻增大C.拉力F的功率隨時間均勻增大D.導(dǎo)體棒運動至x=3 m處時,所受安培力為0.02 N【答案】AC【解析】根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=8Lv,所以AE=A8Lv,

47、因為磁場隨位移均勻變化，所以感應(yīng)電動勢隨 位移均勻增大，電容器兩端的電壓均勻變化.電場強咬也是均勻變化的,A項正確;電容器的電容。=當(dāng)=黑拗得/=：）Cv,由于導(dǎo)體棒勻速運動，且磁感應(yīng)強度隨位移均勻變化,而Atr A.所以電流不變,B項錯誤;導(dǎo)體棒勻速運動.根 據(jù)平衡條件可得F=3/L.而B均勻增大,所以安培力均勻增大，拉力戶均勻增大,拉力做功功率等于克服安培力做功功率, 根據(jù)P=Fv可知，外力的功率均勻增大,C項正確;導(dǎo)體棒運動至x=3m處時，磁感應(yīng)強度B=（0.4+0.2x3）T=lT,電流 /=引小=也。，2=008'所以導(dǎo)體棒所受安培力F=fi/L=0.08N.D項錯誤?！镜淅?/p>

48、7】（2019河北張家口 1月模擬）（多選）如圖所示，固定的豎直光滑U形金屬導(dǎo)軌,間距為L,上端接有阻值為H的 電阻,處在方向水平且垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，質(zhì)量為八電阻為的導(dǎo)體棒與勁度系數(shù)為k 的固定輕彈簧相連放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的電阻忽略不計。初始時刻，彈簧處于伸長狀態(tài)，其伸長量占二尊此時導(dǎo)體棒具有 豎直向上的初速度v0o在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。則下列說法正確的是 （ ）。A.初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力大小月=苧【解析】導(dǎo)體棒的初速度為如初始時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=8Li，o,初始時刻回路中產(chǎn)生的電流修念導(dǎo)體棒受到的安培力尸=3%聯(lián)立解得

49、尸=萼,A項鋁代初始時刻，彈簧處于伸長狀態(tài).導(dǎo)體棒受到的重力、安培力和彈簧的彈力均f曲M=Mg+5+E解得o=2g£盤B項正確;導(dǎo)體棒最終靜止時，受到的重力和彈簧的彈力平甑所以彈力向上，此時導(dǎo)體棒的位置比初始時刻降低了.C項正確;導(dǎo)體棒最終靜止時，棒受到的重力和彈簧的彈力平衡，有依=履2, 得g=詈.由于修=內(nèi).所以彈簧的彈性勢能不變，由能量守恒定律得，依（內(nèi)+g）+&=。.解得系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量 。多皿。斗空水上產(chǎn)生的熱量要小于系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量,D項錯誤。（變式訓(xùn)練7】（2018廣西十校聯(lián)考）如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L,導(dǎo)軌平面與水平面的夾 角為以導(dǎo)

50、軌電阻不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面斜向上，長為L的金屬棒ab垂直MN、PQ放置在導(dǎo)軌 上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為初電阻為R.兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右惻電路,em路中心為一電阻箱，已知 燈泡的電阻Rl=3R不變，定值電阻Q=R.調(diào)節(jié).電阻箱使&=6R重力加速度為g,閉合開關(guān)S.現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放。B.初始時刻導(dǎo)體棒加速度的大小”=2g吾言C.導(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)求金屬棒下滑的最大速度慍的大小。（2）若金屬棒下滑距離為x時速度恰好達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑x的過程中流過/?,的電荷量和凡產(chǎn)生的焦耳熱Q<>（3）改變電阻箱R

51、i的值，求Ri為何值時，金屬棒勻速下滑過程中&消耗的電功率最大。«次之、,.4wiifsina ,SLr 1, 2w3zfl2sinza【公木】（11 5z：z （2成 工6gxsma-喬 （3）凡=3/?【解析】當(dāng)金屬棒受力平衡時速度最大，有mf>sina=F .F “=BILJ聾達R =4R聯(lián)立解得l，m=胃詈平均感應(yīng)電動勢E=6咎平均感應(yīng)電流f怎得通過R的電荷量方口/二堂由動能定理有Wg-VF . =32lVG=n?vsin«JV 4=。解得 Q=z,"na 一%嚴(yán)。lir 八 1. 2m3g/In%乂 （?i=（2qgxsina- jsp（3

52、）設(shè)金屬棒勻速下滑時通過&的電流大小為七則尸 2=12%2聯(lián)立可得P、（喈）T-（喈IW+西+SK當(dāng)凡=管.即Rz=3R時.自消耗的功率最大?！镜淅?】（2018江蘇卷,19）（多選）如圖甲所示，豎直放置的TT形光滑導(dǎo)軌寬為L,矩形勻強磁場/、的高和間距均 為”.磁感應(yīng)強度為小質(zhì)量為，的水平金屬桿由靜止釋放，進入磁場/和時的速度相等。金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為 R.與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計,重力加速度為外金屬桿（）。甲A.剛進入磁場/時加速度方向豎直向下B.穿過磁場/的時間大于在兩磁場之間的運動時間C.穿過兩磁場產(chǎn)生的總熱量為4如D.釋放時距磁場/上邊界的高度h可能小于宏雷 【答案】BC【解析】穿過磁場/后，金屬桿在磁場之間做加速運動，在磁場上邊緣時的速度大于從磁場/出來時的速度,即進入 磁場/時的速度等于進入磁場時的速度，大于從磁場/出來時的速度。金屬桿在磁場/中做減速運動，加速度方向向S2Z2匕A項錯誤一金屬桿在磁場/中做減速運動.由牛頓第二定十知隨著減速過程逐漸變小.即在前一段做加速度減小的減速運動。金屬桿在磁場之間做加速度為月的勻加速直線運動，兩個過程位移大小相等，由V-/ 圖象（可能圖象如圖乙所示）可以看出前一段用時多于后一段用時,B項正確。由于進入兩磁場時速度相等，由動能定理知,W mg2/=0JP小=2長4即通過磁場/產(chǎn)生的熱