（18）如圖所示，光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為3m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，開始時(shí)金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時(shí)恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，（忽略所有摩擦，重力加速度為g），求：

（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向；
（2）重物勻速下降的速度v；
（3）重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR；
（4）若將重物下降h時(shí)的時(shí)刻記作t=0，速度記為v0，從此時(shí)刻
起，磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，若此后金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時(shí)間t變化（寫出B與t的關(guān)系式）
(1) Q-R-F   (2)  (3)  (4)

試題分析：（1）電阻R中的感應(yīng)電流方向?yàn)镼-R-F（2分）
(2)對(duì)金屬棒：受力分析如圖
 
式中：（2分）
所以：     （2分）  ①
（3）設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則有能量守恒關(guān)系得：
減少的重力勢能等于增加的動(dòng)能和焦耳熱Q
即：  （2分） ②
所以：電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR為
（2分）
(4)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流
即磁通量不變（2分）
（2分）
式中：
又：（2分）
則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時(shí)間t變化為 （2分）
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，當(dāng)一條形磁鐵插入線圈的瞬間，線圈中______（填“有”或“無”）感應(yīng)電流產(chǎn)生，若第一次緩慢插入，流過R的電流大小為I1，第二次迅速插入，流過R的電流大小為I2，則兩次電流大小的比較為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，有兩個(gè)同心導(dǎo)體圓環(huán)。內(nèi)環(huán)中通有順時(shí)針方向的電流，外環(huán)中原來無電流。當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時(shí)，外環(huán)中有無感應(yīng)電流？方向如何？

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1 m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T，線圈的電阻為2 Ω，它的引出線接有8 Ω的小電珠L（可以認(rèn)為電阻為定值）。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（x取向右為正），求：

（1）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小，并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過電珠L到D為正）；
（2）每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過程中作用力F的大�。�
（3）該發(fā)電機(jī)的輸出功率P（摩擦等損耗不計(jì)）；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，AB、CD是處在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場的兩條金屬導(dǎo)軌（足夠長），導(dǎo)軌寬度為d，導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與平行金屬板MN相連，有一與導(dǎo)軌垂直且始終接觸良好的金屬棒ab以某一速度沿著導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸的下方有一場強(qiáng)為E的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在M板由靜止經(jīng)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(jìn)入電場和磁場疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的H點(diǎn)。已知OG長為l，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）金屬棒ab做勻速直線運(yùn)動(dòng)速度的大小B？
（2） 粒子到達(dá)H點(diǎn)時(shí)的速度多大？
（3）要使粒子不能回到y(tǒng)軸邊界， 電場強(qiáng)度以滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，有兩根和水平方向成θ角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，不計(jì)金屬桿的電阻，則

A．如果只增大θ，vm將變大
B．如果只增大B，vm將變大
C．如果只增大R，vm將變小
D．如果只減小m，vm將變大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

磁卡的磁條中有用于存儲(chǔ)信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈．當(dāng)以速度v0刷卡時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，其E－t關(guān)系如圖所示．如果只將刷卡速度改為，線圈中的E－t關(guān)系圖可能是(　　)


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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

水平放置的平行金屬框架L=0.2m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒ab放在框架上，并且與框架的兩個(gè)邊垂直。整個(gè)裝置放于方向豎直向下、B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。金屬棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。電路中除R=0.05外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時(shí)，棒的加速度是多大？
② 當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后，撤去外力F，此后感應(yīng)電流還能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置。今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其通過位置a、b時(shí)，速率分別為va、vb，到位置c時(shí)棒剛好靜止，設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì)，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個(gè)過程中(    )
A．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等
B．棒運(yùn)動(dòng)的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通過棒橫截面的電量相等

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