（14分）如圖所示，勻強磁場豎直向上穿過水平放置的金屬框架，框架寬為L，右端接有電阻為R，磁感應強度為B，一根質量為m、電阻不計的金屬棒受到外力沖量后，以的初速度沿框架向左運動，棒與框架的動摩擦因數(shù)為，測得棒在整個運動過程中，通過任一截面的電量為q，求：（1）棒能運動的距離？（2）R上產(chǎn)生的熱量？
（1）；（2）

試題分析：（1）設在整個運動過程中，棒運動的最大距離為S，則有回路磁通量的變化量為：，又因為通過電阻R的電量：，解得：。
（2）在整個運動過程中，金屬棒的動能，一部分轉化為電能，另一部分克服摩擦力做功，根據(jù)能量守恒定律，則有：，電能又轉化為熱能Q，解得：電阻R上產(chǎn)生的熱量為：
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細的導線繞制（Ⅰ為細導線）。兩線圈在距磁場上界面高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面。運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內且下邊緣平行于磁場上邊界。設線圈Ⅰ、Ⅱ落地時的速度大小分別為、，在磁場中運動時產(chǎn)生的熱量分別為、,不計空氣阻力，則
A．
B．
C．
D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，一長度為2a，電阻等于R，粗細均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導軌相距為L，左導軌與水平面夾30°角，右導軌與水平面夾60°角，左右導軌上端用導線連接。導軌空間內存在勻強磁場，左邊的導軌處在方向沿左導軌平面向下，磁感應強度大小為B的磁場中。右邊的導軌處在垂直于右導軌斜向上，磁感應強度大小也為B的磁場中。質量均為m的導桿ab和cd垂直導軌分別放于左右兩側導軌上，已知兩導桿與兩側導軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運動時cd棒的速度
（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，空間某區(qū)域中有一勻強磁場，磁感應強度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平。在豎直面內有一矩形金屬線框，線框上下邊的距離很短，磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。線框從水平面a開始下落，當線框下邊剛通過水平面b、c、d時，線框所受到的磁場力的大小分別為、和，則
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，在與勻強磁場垂直的平面內放置一個折成銳角的導線框，。在它上面擱置另一根與垂直的直導線，緊貼、，并以平行于的速度從頂角開始向右勻速滑動。設線框和直導線單位長度的電阻為，磁感強度為，則回路中的感應電流的方向為________（填“順時針”或“逆時針”），感應電流的大小為________________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電阻不計的平行光滑金屬導軌與水平面的夾角為θ，寬度為l，下端與阻值為R的電阻相連。磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過導軌平面，現(xiàn)使質量為m的導體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導軌向上運動，滑行到最遠位置a′b′后又下滑。已知導體棒運動過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長，則
A．導體棒運動過程中的最大速度
B．R上的最大熱功率為
C．導體棒返回到ab位置前已經(jīng)達到下滑的最大速度
D．導體棒返回到ab位置時剛好達到下滑的最大速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置，如圖所示．在磁極與圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角α均為π，磁場均沿半徑方向，匝數(shù)為N的矩形線圈．abcd的邊長ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉動、bc和ad邊同時進入磁場，在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應強度大小均為B、方向始終與兩條邊的運動方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求：

(1)線圈切割磁感線時，感應電動勢的大小Em；
(2)線圈切割磁感線時，bc邊所受安培力的大小F；
(3)外接電阻上電流的有效值I.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置，相距為L，一阻值為R的定值電阻與理想電流表串聯(lián)接在兩導軌間，勻強磁場與導軌平面垂直．一質量為m、有效電阻也為R的導體棒在距磁場上邊界h處由靜止釋放．整個運動過程中，導體棒與導軌接觸良好，且始終保持水平，不計導軌的電阻．下列說法正確的是
A．導體棒進入磁場可能做勻速直線運動
B．導體棒進入磁場時加速度一定小于重力加速度g
C．流經(jīng)電流表的電流一定逐漸減小
D．若流經(jīng)電流表的電流逐漸增大，則電流的最大值與R無關

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