高考物理一轮复习讲义：电磁感应（3）.docx

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1、第四讲 终态以及图像问题分析考点一：终态问题分析例1如图所示，宽度为L的足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的两端连接阻值R的电阻导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，一根质量m的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的有效电阻也为R，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力导体棒MN的初始位置与导轨最左端距离为L，导轨的电阻可忽略不计 （1）若用一平行于导轨的恒定拉力F拉动导体棒沿导轨向右运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直，求导体棒最终的速度；（2）若导体棒的初速度为，导体棒向右运动L停止，求此过程导体棒中产生的焦耳热；（3）若磁场随时间均匀变

2、化，磁感应强度（k0），开始导体棒静止，从t=0 时刻起，求导体棒经过多长时间开始运动以及运动的方向例2.如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为=53的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.4的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数=0.2，ab连入导轨间的电阻r=0.1，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=2.86kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连。由静止释放M，当M下落高度h=2.0 m时，ab开始匀速运动（运动中ab始终垂直导轨，并接触

3、良好）。不计空气阻力，sin53=0.8，cos53=0.6，取g=10m/s2。求：（1）ab棒沿斜面向上运动的最大速度vm；（2）ab棒从开始运动到匀速运动的这段时间内流过电阻R的总电荷量q。例3.如图,足够长的光滑平行导轨水平放置,电阻不计,MN部分的宽度为2L,PQ部分的宽度为L,金属棒a和b的质量ma=2mb=2m,其电阻大小Ra=2Rb=2R,a和b分别在MN和PQ上,垂直导轨相距足够远,整个装置出于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,开始a棒向右速度为v0,b棒静止,两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动,b总在PQ上运动,求a、b最终的速度以及在此过程中通过任一横截面的电量

4、。.例4.如图，MN、PQ为两根足够长的水平放置的平行金属导轨，间距L= 1m；整个空间以OO为边界，左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1= 1T，右侧有方向相同、磁感应强度大小B2=2T的匀强磁场。两根完全相同的导体棒a、b，质量均为m=0.1kg，与导轨间的动摩擦因数均为=0.2，其在导轨间的电阻均为R=1。开始时，a、b棒均静止在导轨上，现用平行于导轨的恒力F=0.8N向右拉b棒。假定a棒始终在OO左侧运动，b棒始终在OO右侧运动，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，g取10m/s2。（1）a棒开始滑动时，求b棒的速度大小；（2）当b棒的加速度为1.

5、5m/s2时，求a棒的加速度大小；B1B2PNQMabOOF（3）已知经过足够长的时间后，b棒开始做匀加速运动，求该匀加速运动的加速度大小，并计算此时a棒中电流的热功率。来源:学&科&网例5.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，间距为L，其上端连接有阻值为R的电阻和电容器C，装置区域有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。将一根水平金属棒ab开始下滑。已知金属棒ab的质量为m，电阻也为R。金属棒ab在运动中始终保持水平且与导轨良好接触，且通过金属棒ab的电流恒定不变，忽略导轨电阻，重力加速度为g。则下列说法正确的是A因为通过金属棒ab的电流不变，所以金属棒ab做匀速运动，速度大小是

6、B尽管通过金属棒ab的电流不变，金属棒还是ab做匀变速运动，加速度大小是C电阻R的电功率D若金属棒ab由静止下滑，开始时电容器所带电荷量为0，那么经过时间t，电容器两端电压课堂练习1.如图所示，相距为L的两足够长平行金属导轨固定在水平面上，整个空间存在垂直导轨乎面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨上静止有质量为m，电阻为R的两根相同的金属棒ab、cd，与导轨构成闭合回路.金属棒cd左侧导轨粗糙右侧光滑现用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，当金属棒cd运动距离为S时速度达到最大，金属棒ab与导轨间的摩擦力也刚好达到最大静摩擦力.在此过程中，下列叙述正确的是A.金属棒cd的最大速度为 B

7、.金属棒ab上的电流方向是a向bC.整个回路中产生的热量为FS D.金属棒ab与导轨之间的最大静嶂擦力为F2.如图所示，足够长的光滑水平直导轨，电阻不计，垂直导轨平面有磁感应强度为1 T的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为2 m的金属棒，a棒质量为1 kg，电阻为5 ，b棒质量为2 kg，电阻为10 。现给a棒一个水平向右的初速度8 m/s，当a棒的速度减小为4 m/s时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间0.5 s速度减为零（不反弹，且a棒始终没有与b棒发生碰撞），下列说法正确是Ab棒有可能向左运动 Bb棒在碰撞前瞬间的速度大小2 m/sC碰撞过程中障碍物对b棒的平均冲击力大小为8

8、 NDb棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离为15 m3如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为l，两导轨间连有一电阻R，导轨平面与水平面的夹角为，在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数=tan，其他部分的电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是A导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动 B在涂层区导体棒做减速运动C导体棒到达底端的速度为 D整个运动过程中产生的焦耳热为4.如图所示，将两根足够长的电阻不计的相同金属条折成“

9、”型导轨，导轨右半部分水平，左半部分倾斜，且与水平面夹角0=37。金属细杆ab和cd与导轨接触良好且始终垂直。导轨左、右两部分分别处于方向沿导轨向上和竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B=1T。开始杆cd锁定，用恒力F垂直作用于杆ab中点，使其向右运动，当ab匀速运动时的速度为v0，此时解除cd锁定，杆cd仍静止不动。已知杆ab和cd的质量均为m=0.5kg，电阻均为R=0.5g，导轨间距d=1m，杆与导轨间的动摩擦因数均为=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6。求：(1)要使杆cd始终不动，作用在杆ab的恒力F的最小值和对应的ab匀速运动速

10、度v0；(2)若ab杆匀速运动的速度为6m/s，某时刻同时撤去恒力F和左侧磁场，此后ab向右移动1.5m停止。在此过程中cd沿导轨下滑的距离和杆cd中产生的焦耳热。5.如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ间距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角为，设导轨足够长导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=2. 0T，与导轨上端相连的电池的电动势E=4.5V，内阻r=0.4，水平放置的导体棒ab的电阻R0=1.5，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0，与单刀双掷开关触点“2”相连的电阻R2=1.0，电路中其它电阻不计当S与触点“1”接通时，导体棒刚好

11、保持静止状态求：（1）匀强磁场的方向；（2）S与触点“1”接通时，导体棒的发热功率；（3）当开关S与触点“2”接通后，导体棒的最大速度 6.如图所示，PQ和MN是固定于倾角为30斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在于其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g；(1)试推导论证：

12、金属棒cd克服安培力做功的功率P安等于电路获得的电功率P电；(2)设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t0=0，恒力大小变为=1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：t时刻以后金属棒ab的热功率Pab；0t时刻内通过金属棒ab的电量q。6.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定放置于水平面内，导轨平面处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.3T。导轨间距为1m，导轨右端接有R=3的电阻，两根完全相同的导体棒L1、L2垂直跨接在导轨上，质量均为0.1kg，与导轨间的动摩擦因数均为0.25。导轨电阻不计，L1、L2在两导轨间的电阻均为3。将电键

13、S闭合，在导体棒L1上施加一个水平向左的变力F，使L1从t=0时由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速运动。已知重力加速度为10m/s2。求：（1）变力F随时间t变化的关系式（导体棒L2尚未运动）；（2）从t=0至导体棒L2由静止开始运动时所经历的时间T；（3）T时间内流过电阻R的电量q；（4）将电键S打开，最终两导体棒的速度之差。7.如图所示，足够长的水平轨道左侧b1b2-c1c2部分轨道间距为2L，右侧c1c2-d1d2部分的轨道间距为L，曲线轨道与水平轨道相切于b1b2，所有轨道均光滑且电阻不计。在水平轨道内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T。质量为M=0.2kg的金属棒

14、B垂直于导轨静止放置在右侧窄轨道上，质量为m=0.1kg的导体棒A自曲线轨道上a1a2处由静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，A棒总在宽轨上运动，B棒总在窄轨上运动，已知：两金属棒接入电路的有效总电阻为R=0.4，h=0.8m，L=0.2m，g=10m/s2求：(1)金属棒A滑到b1b2处时的速度大小；(2)金属棒B匀速运动的速度大小；(3)在两棒整个的运动过程中通过金属棒A某截面的电量；(4)在两棒整个的运动过程中金属棒A、B在水平导轨间扫过的面积之差。8.如图,金属平行导轨MN、MN和金属平行导執PQR、PQR分别同定在高度差为h(数值未知)的水平台面上。导轨M

15、N、MN左端接有电源,MN与MN的间距为L=0.10m线框空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B1=0.20T;平行导轨PQR与PQR的间距为L=0.10m,其中PQ与PQ是圆心角为60、半径为r=0.50m的圆弧导轨,QR与QR是水平长直导轨,QQ右侧有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B2=0.40T。导体棒a质量m1=0.02kg,电阻R1=2,0,放置在导轨MN、MN右侧NN边缘处;导体棒b质量m2=0.04kg,电阻R2=4.0放置在水平导轨某处。闭合开关K后,导体棒a从NN水平抛出,恰能无碰撞地从PP处以速度v1=2m/s滑入平行导轨,且始终没有与棒b相碰。重力加速度g=10m/

16、s2,不计一切摩擦及空气阻力。求(1)导体棒b的最大加速度。(2)导体棒a在磁场B2中产生的焦耳热。(3)闭合开关K后,通过电源的电荷量q。9.如图所示，两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足够长、不计电阻。AC、BD区域光滑，其它区域粗糙且动摩擦因数=0.2，并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T。在导轨中央放置着两根质量均为m=1kg，电阻均为R=2的金属棒a、b，用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连)，此时弹簧具有的弹性势能E=9J。现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好进入磁场，且b棒向右运动x=0.8

17、m后停止，g取10m/s2，求：(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小；(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小(3)整个运动过程中电路中产生的焦耳热。10.水平面内有两根足够长的平行光滑金属导轨，间距为L，两端分别通过开关接有电容为C的电容器和阻值为R的电阻，导轨间有垂直导轨平面向里的勾强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，长为2L的金属棒AD与导轨垂直放置，A端恰好与导轨接触，初始状态如图所示。开始时开关S1、S2均断开，除电阻R外，其他电阻均不计，金属棒始终与导轨接触良好。(1)只闭合开关S1，让金属棒以初速度水平向右运动，求金属棒的最終速度大小。(2)闭合开关S1、S2，让金属棒绕A端以

18、角速度匀速转过90的过程中，求通过电阻R的电荷量。(3)只闭合开关S2，让金属棒以初速度水平向右运动，求它运动的速度大小随位移x的变化关系。考点二 图像问题例1.如图所示，平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上，间距L=0.2 m，导轨左端接有R=1 的电阻，质量为m=0.1 kg的粗糙导棒ab静置于导轨上，导棒及导轨的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下。现外力F作用在导棒ab上使之一开始做匀加速运动，且外力F随时间变化关系如图乙所示，重力加速度g=10 m/s2，试求解以下问题：（1）比较导棒a、b两点电势的高低；（2）前10 s导棒ab的加速度；

19、（3）若整个过程中通过R的电荷量为65 C，则导体棒ab运动的总时间是多少？F/N1.51.01015t/s520abRFB例2.相距L1.5 m、足够长的金属导轨竖直放置，质量m11 kg的金属棒ab和质量m20.27 kg的金属棒cd，均通过自身两端的套环水平地套在金属导轨上，如图11甲所示，虚线上方磁场的方向垂直纸面向里，虚线下方磁场的方向竖直向下，两处磁场的磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数0.75，两棒总电阻为1.8 ，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，同时cd棒也由静止释放。(g取10 m/

20、s2)(1)求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；(2)已知在2 s内外力F做了26.8 J的功，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；(3)求出cd棒达到最大速度所需的时间t0，并在图丙中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图线。例3.如图9所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为30的斜面向上。绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m。以MN中点O为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 ，在拉力F的作用下，从MN处

21、以恒定速度v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10 m/s2。(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x0.8 m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。例4.(多选)在运动会上的100 m赛跑跑道两侧设有跟踪仪，其原理如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L0.5 m，一端通过导线与阻值为R0.5 的电阻连接；导轨上放一质量为m0.5 kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场方向竖直向下。

22、用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动。当改变拉力的大小时，相对应的速度v也会变化，从而使跟踪仪始终与运动员保持一致。已知v和F的关系如图乙所示。(取重力加速度g10 m/s2)则(BCD)A金属杆受到的拉力与速度成正比 B该磁场磁感应强度为1 TC图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小 D导轨与金属杆之间的动摩擦因数为0.4例5.如图所示，粗细均匀的矩形金属导体方框abcd固定于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则下列关于ab边的热功率P、ab边受到的安培力F（以向右为正方向）随时间t变化

23、的图象中正确的是ABCD例6.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由静止下落到刚完全穿过匀强磁场区域过程的vt图象，图中字母均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是( )A金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向 B金属线框的边长为v1（t2t1）C磁场的磁感应强度为 D金属线框在0t4的时间内所产生的热量为例7.如图甲所示，abcd是

24、位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为S，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为L（LS）、质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是：At2是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间B从bc边进入磁

25、场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgSCV1的大小可能为D线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多例8.如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQMN，导轨的电阻均不计。导轨平面与水平面间的夹角=37，NQ间连接有一个R=4的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg有一定阻值的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如

26、图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。（sin37=0.6，cos37=0.8）。求：（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数（2）cd离NQ的距离s（3）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。例9.两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导轨上面 垂直放置两根导体棒口和6，俯视图如图甲所示。两根导体棒的质量皆为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计。在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为曰

27、的竖直向上匀强磁场。两导体棒与导轨接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，两棒均静止，间距为xo现给a棒一向右的初速度vo，并开始计时，可得到如图乙所示的v-t图像（v表示两棒的相对速度， 即v=va -vb） (1)试证明：在0t2时间内，回路产生的焦耳热与磁感应强度B无关； (2)求t1时刻，棒b的加速度大小； (3)求t2时刻，两棒之间的距离。例10.如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个直角边长为L的等腰直角三角形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框斜边的中线和虚线框的一条对角线恰好共线。从t=0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场

28、，直到整个导线框离开磁场区域用表示导线框中的感应电流(逆时针方向为正)，则下列表示-t关系的图象中，正确的是课堂练习1.如图（俯视图），虚线右侧有竖直向下的磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，边长为L=0.4m，质量为m=0.5kg的正方形导线框起初静止在光滑水平地面上。从t=0时刻起，用水平恒力F向右拉线框从图示位置开始运动，此后线框运动的v-t图像如右图所示。求：（1）恒力F的大小；（2）线框进入磁场过程中感应电流的大小；（3）线框进入磁场过程中线框产生的热量。2.如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨间距d=0.5m，导轨右端连接一阻 值为4的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖

29、直向上的匀强磁场。磁感应强度B随时间 t变化如图乙所示，CF长为2m。在t=0时，金属棒ab从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动，t =4s时进入磁场，并恰好以v=1m/s的速度在磁场中匀速运动到EF位置。已知ab金属棒电阻为1。下列分析的正确的是A0 -4s内小灯泡的功率为0.04w B恒力F的大小为0. 2NC金属棒的质量为0. 8kg D金属棒进入磁场后小灯泡的功率为0. 06w3.如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如乙图所示。在0t0时间内，棒从静止开

30、始做匀加速直线运动。乙图中t0、F1、F2为已知，棒和轨道的电阻不计。则A. 在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B. 在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动C. 在0t0时间内，导体棒的加速度大小为 D. 在0t0时间内，通过导体棒横截面的电量为4.如图所示，在光滑水平面内，有竖直向下的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内（长度足够大），该区域的左、右边界分别为L1、L2。有一边长为L的正方形导线框距离磁场左边界L1的某处由静止在恒力F作用下穿过该磁场区域，已知当线框的右边到达L2时线框刚好做匀速直线运动。以线框的右边到达L1时开始计时，以L1上的O点为坐标原点，取如图所示的坐

31、标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向左为安培力的正方向。则关于线框中的感应电流i和线框受到的安培力F与位置坐标x的图线中正确的是A B C D5如图甲所示，两相互平行的光滑金属导轨水平放置，导轨间距L0.5 m，左端接有电阻R3 ，竖直向下的磁场磁感应强度大小随坐标x的变化关系如图乙所示。开始导体棒CD静止在导轨上的x0处，现给导体棒一水平向右的拉力，使导体棒以1 m/s2的加速度沿x轴匀加速运动，已知导体棒质量为2 kg，电阻为2 ，导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计。求：(1)拉力随时间变化的关系式；(2)当导体棒运动到x4.5 m处时撤掉拉力，此时导体棒两端的电压；此后电阻R上

32、产生的热量。6.如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10 m/s2。（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足vv0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。17学科网（北京）股份有限公司