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（16分）如圖所示，兩平行導軌間距，足夠長光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接，傾斜部分與水平面的夾角，垂直斜面方向向上的勻強磁場磁感應強度，水平部分沒有磁場，金屬桿質量，電阻Ω，運動中與導軌始終接觸良好，并且垂直于導軌。電阻Ω，導軌電阻不計。當金屬棒從斜面上距底面高以上的任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離，取，求：

（1）金屬棒在斜面上的最大運動速度；
（2）金屬棒與水平導軌間的動摩擦因素；
（3）若金屬棒從高度處由靜止釋放，電阻產生的熱量.

（1） 1m/s ；（2） 0.04 ；（3）0.38J

解析試題分析：（1）設金屬棒在斜面上運動時產生的感應電動勢E=BLv
回路中的感應電流    
金屬棒受到的安培力FB=BIL
對金屬棒，由牛頓運動定律有：mgsinθ-FB=ma
金屬棒在斜面上達到最大運動速度vm時，有：a=0
聯立得：，代入數據解得：vm=1m/s  
（2）金屬棒在水平導軌上運動過程中，由動能定理，有
得：   代入數據解得：μ=0.04
（3）金屬棒從高度h＝1.0 m處滑下至傾斜導軌底端的過程中，由能量關系有：
回路中產生的焦耳熱
又，
代入數據解得：
考點：法拉第電磁感應定律；牛頓定律及能量守恒定律。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

下列各圖中的各條形磁鐵均相同，當條形磁鐵以圖示方式穿過相同的線圈時，線圈中產生的感應電動勢最大的是

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

電磁感應現象是英國物理學家__________首先發(fā)現的．探究這個現象應選用如圖中_______ （填“甲”或“乙”）所示的裝置進行實驗．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（20分）“電磁炮”是利用電磁力對彈體加速的新型武器，具有速度快，效率高等優(yōu)點。如圖是“電磁炮”的原理結構示意圖。光滑水平加速導軌電阻不計，軌道寬為L＝0.2m。在導軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度B＝1×102T�！半姶排凇睆楏w總質量m=0.2kg，其中彈體在軌道間的電阻R＝0.4Ω�？煽仉娫吹膬茸鑢=0.6Ω，電源的電壓能自行調節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。在某次試驗發(fā)射時，電源為加速彈體提供的電流是I＝4×103A，不計空氣阻力。求：

（1）彈體所受安培力大�。�
（2）彈體從靜止加速到4km/s，軌道至少要多長？
（3）彈體從靜止加速到4km/s過程中，該系統(tǒng)消耗的總能量；
（4）請說明電源的電壓如何自行調節(jié)，以保證“電磁炮”勻加速發(fā)射。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）如圖所示，一矩形線圈在勻強磁場中繞OO′軸勻速轉動，磁場方向與轉軸垂直，磁場的磁感應強度為B。線圈匝數為n，電阻為r，長為l1，寬為l2，轉動角速度為ω。線圈兩端外接阻值為R的電阻和一個理想交流電流表。求：

（1）線圈轉至圖示位置時的感應電動勢；
（2）電流表的讀數；
（3）從圖示位置開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應強度為B1的勻強磁場的兩條金屬導軌（足夠長），導軌寬度為d，導軌通過導線分別與平行金屬板MN相連，有一與導軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導軌做勻速直線運動。在y軸的右方有一磁感應強度為B2的方向垂直紙面向外的勻強磁場，在x軸的下方有一場強為E的方向平行x軸向右的勻強電場�，F有一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經過平行金屬板MN，然后以垂直于y軸的方向從F處沿直線穿過y軸，而后從x軸上的G處以與x軸正向夾角為60°的方向進入電場和磁場疊加的區(qū)域，最后到達y軸上的H點。已知OG長為l，不計粒子的重力。求：

（1）金屬棒ab做勻速直線運動速度的大小B？
（2） 粒子到達H點時的速度多大？
（3）要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界， 電場強度以滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖甲所示，在一對平行光滑的金屬導軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導軌在同一平面內，質量為m=0.2kg，長為L=1.0m的導體棒ab垂直于導軌，使其從靠近電阻處由靜止開始下滑，已知導體棒電阻為r=1Ω，整個裝置處于垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，導體棒下滑過程中加速度a與速度v的關系如圖乙所示．求：

（1）導軌平面與水平面間夾角θ
（2）磁場的磁感應強度B；
（3）若靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已達5m/s，求ab棒下滑到底端的整個過程中，電阻R上產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（11分）圖甲為一研究電磁感應的實驗裝置示意圖，其中電流傳感器（相當于一只理想的電流表）能將各時刻的電流數據實時通過數據采集器傳輸給計算機，經計算機處理后在屏幕上同步顯示出I-t圖像．足夠長光滑金屬軌道電阻不計，傾角θ=30°．軌道上端連接有阻值R=1.0Ω的定值電阻，金屬桿MN電阻r=0.5Ω，質量m=0.4kg，桿長 L=1.0m．在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，此后計算機屏幕上顯示出如圖乙所示的I-t圖像，設桿在整個運動過程中與軌道垂直，取g=10m/s2．試求：

（1）t=0.5s時電阻R的熱功率；
（2）勻強磁場的磁感應強度B的大�。�
（3）估算0~1.2s內通過電阻R的電荷量大小及在R上產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）10匝線圈在勻強磁場中勻速轉動產生交變電動勢e＝10sin 20πt(V)．求：
(1)t＝0時，線圈內磁通量Φ和磁通量變化率；
(2)線圈從中性面開始轉動180°過程中，感應電動勢的平均值和最大值之比．

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