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如圖1所示，兩根不計電阻的光滑導軌ab、cd固定在水平面上，導軌間寬度L=0.4m．空間中存在垂直于導軌平面、磁感應強度B=0.5T的勻強磁場．a(chǎn)b間接有R=0.1Ω的定值電阻和理想電壓表．一根質(zhì)量m=0.1kg、內(nèi)阻r=0.4Ω的金屬桿與導軌良好接觸，在水平外力F作用下從靜止起向左運動，先勻加速后勻減速，經(jīng)過t=4s后停止．加速和減速過程中加速度大小均為a=0.5m/s2．求：
（1）電壓表讀數(shù)的最大值．
（2）金屬桿在相對軌道滑動的過程中，外力F何時最�。�
（3）若導軌電阻不可忽略，把理想電壓表接在右端bc兩點間．金屬桿從bc端開始以恒定速度1m/s向左滑動到ad端，畫出合理的電壓表讀數(shù)U與通過金屬桿電流I的關(guān)系圖．（本小題僅根據(jù)圖象給分，需要標出關(guān)鍵點的坐標）

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（1）2s時速度最大．
vm=a
t
2
=1m/s
Em=BLvm=0.5×0.4×1=0.2V
Um=
R0
R0+r
Em=
0.1
0.1+0.4
×0.2=0.04V．
（2）勻減速階段，設(shè)外力F向左
FA-F=ma  FA=ILB=
B2L2[vm-a(t-2)]
(R+r)
=0.08-0.04（t-2）
F=0.03-0.04（t-2）
外力F先減小后向右增大
得t=2.75s時，外力F最小為零
（3）設(shè)向左滑動過程中導軌電阻為Rx
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電動勢E=BLv=0.2V
電流 I=
E
R0+r+RX
     Rx+0.5=
0.2
I

電壓表移至bc端，即測路端電壓
所以U=I（R0+Rx）=-0.4I+0.2
由于初始時U＜0.2V，末狀態(tài)（即棒運動至ad兩端）時，U=
ER0
R0+r
=0.04V．
答：（1））電壓表讀數(shù)的最大值為0.04V．
（2）金屬桿在相對軌道滑動的過程中，外力F在2.75s時最小，大小為零．
（3）如圖．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖1所示，兩根足夠長平行金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角為α，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m，電阻為r．導軌處于勻強磁場中，磁場的方向垂直于導軌平面向上，磁感應強度大小為B．金屬導軌的上端與開關(guān)S、定值電阻R1和電阻箱R2相連，且R1=3r．不計一切摩擦，不計導軌的電阻，重力加速度為g．現(xiàn)在閉合開關(guān)S，將金屬棒由靜止釋放．
（1）若電阻箱R2接入電路的阻值為0，當金屬棒下降高度為h時，速度為v，求此過程中定值電阻R1上產(chǎn)生的焦耳熱QR1．；
（2）當B=0.40T，L=0.50m，α=37°時，金屬棒能達到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關(guān)系如圖2所示，求金屬棒的電阻r和質(zhì)量m．（取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，兩根不計電阻的光滑導軌ab、cd固定在水平面上，導軌間寬度L=0.4m．空間中存在垂直于導軌平面、磁感應強度B=0.5T的勻強磁場．a(chǎn)b間接有R=0.1Ω的定值電阻和理想電壓表．一根質(zhì)量m=0.1kg、內(nèi)阻r=0.4Ω的金屬桿與導軌良好接觸，在水平外力F作用下從靜止起向左運動，先勻加速后勻減速，經(jīng)過t=4s后停止．加速和減速過程中加速度大小均為a=0.5m/s2．求：
（1）電壓表讀數(shù)的最大值．
（2）金屬桿在相對軌道滑動的過程中，外力F何時最��？
（3）若導軌電阻不可忽略，把理想電壓表接在右端bc兩點間．金屬桿從bc端開始以恒定速度1m/s向左滑動到ad端，畫出合理的電壓表讀數(shù)U與通過金屬桿電流I的關(guān)系圖．（本小題僅根據(jù)圖象給分，需要標出關(guān)鍵點的坐標）
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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖1所示，兩根光滑的長直金屬導軌 MN、PQ平行置于同一水平面內(nèi)，導軌間距L=0.2m，導軌左端接有“0.8V，0.8W’’的小燈泡，導軌處于磁感應強度為B=1T、方向豎直向下的勻強磁場中．長度也為L的金屬導體棒ab垂直于導軌放置，導軌與導體棒每米長度的電阻均為R0=0.5Ω，其余導線電阻不計．今使導體棒在外力作用下與導軌良好接觸向右滑動產(chǎn)生電動勢，使小燈泡能持續(xù)正常發(fā)光．
（1）寫出ab的速度v與它到左端MP的距離x的關(guān)系式，并求導體棒的最小速度vmin；
（2）根據(jù)v與x的關(guān)系式（圖2），計算出與表中x各值對應的v的數(shù)值填入表中，然后畫出v-x圖線．
x/m 0 0.5 1 1.5 2
v/ms-1

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科目：高中物理 來源：2012年上海市嘉定區(qū)高考物理三模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖1所示，兩根不計電阻的光滑導軌ab、cd固定在水平面上，導軌間寬度L=0.4m．空間中存在垂直于導軌平面、磁感應強度B=0.5T的勻強磁場．a(chǎn)b間接有R=0.1Ω的定值電阻和理想電壓表．一根質(zhì)量m=0.1kg、內(nèi)阻r=0.4Ω的金屬桿與導軌良好接觸，在水平外力F作用下從靜止起向左運動，先勻加速后勻減速，經(jīng)過t=4s后停止．加速和減速過程中加速度大小均為a=0.5m/s2．求：
（1）電壓表讀數(shù)的最大值．
（2）金屬桿在相對軌道滑動的過程中，外力F何時最��？
（3）若導軌電阻不可忽略，把理想電壓表接在右端bc兩點間．金屬桿從bc端開始以恒定速度1m/s向左滑動到ad端，畫出合理的電壓表讀數(shù)U與通過金屬桿電流I的關(guān)系圖．（本小題僅根據(jù)圖象給分，需要標出關(guān)鍵點的坐標）

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