如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來靜止的長為L=1m，質(zhì)量m=0.1㎏的導(dǎo)體棒ab，導(dǎo)體棒緊貼在豎直放置、電阻不計(jì)的金屬框架上，導(dǎo)體棒的電阻R=1Ω，磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面，當(dāng)導(dǎo)體棒在電動(dòng)機(jī)牽引下上升h=3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，此過程導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量Q=2J。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V和1A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1Ω，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2，求：
 
（1）導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？
（2）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？
（1）2m/s （2）  t=1s
：
（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉力T，有T-mg-F=0（2分），
其中F=BIL，I=ε/R, ε=BLv，(3分)
此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率與拉力功率應(yīng)相等，
即Tv=UI/-I/2r（2分），
（U、I/、r是電動(dòng)機(jī)的電壓、電流和電阻），化簡并代入數(shù)據(jù)得v=2m/s（1分）。
（2）從開始達(dá)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，此過程由能量守恒定律，
UI/t-I/2rt=mgh+mv2+Q（4分），
代入數(shù)據(jù)得t=1s（2分）。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

一個(gè)矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在T/12（T為周期）時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為6V，則感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為______V。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為，由距磁場H高處自由下落，其下邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后，線圈開始做減速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊剛穿出磁場時(shí)，速度減為邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的一半，磁場的寬度邊也為L，則線框穿過勻強(qiáng)磁場過程中發(fā)出的焦耳熱為 （   ）
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，將邊長為L、總電阻為R的正方形閉合線圈，從磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以速度v勻速拉出（磁場方向，垂直線圈平面）

（1）所用拉力F＝        ．    
（2）拉力F做的功W＝         ．
（3）拉力F的功率PF＝       ．
（4）線圈發(fā)熱的功率P熱＝        ．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中靜止不動(dòng)，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖甲所示。設(shè)t＝0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，則在0~4s時(shí)間內(nèi)，圖乙中能正確反映線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是（規(guī)定電流順時(shí)針方向?yàn)檎?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082413282539429302.png" style="vertical-align:middle;" />

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

16分）如圖甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)。一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線框abcd從圖示位置靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中線框經(jīng)絡(luò)在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)線框下降h0（h0＜L）高度時(shí)達(dá)到最大速度，線框cd邊進(jìn)入磁場時(shí)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。求：
（1）線框下降h0高度時(shí)速度大小v1和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小v2；
（2）線框從開始釋放到cd邊剛進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的電能ΔE；
（3）若將線框從圖示位置以水平向右的速度v0拋出，在圖乙中大致畫出線框上a點(diǎn)的軌跡。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖是一種磁動(dòng)力電梯示意圖。在豎直方向有兩組很長的平行軌道PQ、MN，軌道間有水平方向、交替排列的勻強(qiáng)磁場B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場始終豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。電梯轎廂固定在如圖所示的金屬框abcd內(nèi)（圖中轎廂未畫出）并與之絕緣。已知電梯滿載時(shí)連同金屬框的總質(zhì)量為2.35×103kg，所受阻力f=500N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2.0m，兩磁場的豎直寬度均與金屬框的高Lad相同，金屬框整個(gè)回路的電阻R=2.0×10-3Ω，取g=10m/s2。假如設(shè)計(jì)要求電梯滿載時(shí)能以v1=3.0m/s的速度勻速上升，求：

（1）圖示時(shí)刻（ab邊在磁場B1中，dc邊在磁場B2中）金屬框中感應(yīng)電流的大小及方向（方向用順時(shí)針或逆時(shí)針表示）；
（2）磁場向上運(yùn)動(dòng)速度v0的大�。�
（3）該電梯滿載以速度v1向上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所消耗的總功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi)（整個(gè)框架電阻忽略不計(jì)），AB與CD平行且足夠長，BC與CD夾角，粗細(xì)均勻的光滑導(dǎo)體棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度V向右勻速運(yùn)動(dòng)，
導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終與金屬框架接觸良好，經(jīng)過C點(diǎn)瞬間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、導(dǎo)體棒消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是（   ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩電阻不計(jì)的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ，導(dǎo)軌間距L，所在平面的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直斜面向上。將甲乙兩個(gè)電阻相同、質(zhì)量均為m的相同金屬桿如圖放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿處在磁場的上邊界，甲乙相距L。從靜止釋放兩金屬桿的同時(shí)，在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的外力F，使甲金屬桿始終沿導(dǎo)軌向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為gsinθ，乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)作勻速運(yùn)動(dòng)。
（1）求金屬桿乙剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度.
（2）自剛釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出從開始到甲金屬桿離開磁場，外力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系，并說明F的方向.
（3）若從開始釋放到乙金屬桿離開磁場，乙金屬桿中共產(chǎn)生熱量Q，試求此過程中外力F對甲做的功.

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