如圖所示，足夠長的U型光滑導(dǎo)體框架的兩個平行導(dǎo)軌間距為L=0.6m，導(dǎo)軌間接有定值電阻R=2Ω，框架平面與水平面之間的夾角為θ=37°，不計導(dǎo)體框架的電阻．整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于框架平面向上，磁感應(yīng)強度大小為B=1T．導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m=0.1kg，電阻為r=1Ω，垂直放在導(dǎo)軌上并由靜止釋放，當導(dǎo)體棒下滑距離為x=3.75m時速度達到v=4m/s．求：（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37=0.8）
（1）導(dǎo)體棒ab下滑的最大加速度；
（2）導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度；
（3）導(dǎo)體棒速度增加到4m/s過程中整個電路產(chǎn)生的熱量．
（1）導(dǎo)體棒ab剛開始下滑運動時加速度最大，對導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，則有
mgsinθ=ma
解得：a=gsinθ
代入數(shù)據(jù)得：a=10×0.6m/s2=6m/s2
（2）當導(dǎo)體棒以最大速度下滑時，對導(dǎo)體棒受力分析如圖所示，
mgsinθ=BIL
I=
BLvm
R+r

解得：vm=
mg(R+r)sinθ
B2L2

代入數(shù)據(jù)得：vm=
0.1×10×(2+1)×0.6
12×0．62
m/s=5m/s
（3）由功能關(guān)系有
Q=mgxsinθ-
1
2
mv2
代入數(shù)據(jù)得：Q=0.1×10×3.75×0.6-
1
2
×0.1×42=1.45（J）
答：
（1）導(dǎo)體棒ab下滑的最大加速度為6m/s2；
（2）導(dǎo)體棒ab下滑的最大速度為5m/s；
（3）導(dǎo)體棒速度增加到4m/s過程中整個電路產(chǎn)生的熱量為1.45J．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度B=1.0T的有界勻強磁場區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度H=0.7m．正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg、邊長L=0.1m，總電阻R=0.02Ω，線框的ab邊距離EF上方h=0.2m處由靜止開始自由下落，abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平．求線框從開始運動到ab邊剛要落地的過程中（g取10m/s2）：
（1）線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）通過線框截面的電量q；
（3）通過計算畫出線框運動的v～t圖象．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，平行光滑導(dǎo)軌OPQ、OˊPˊQˊ相距L=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=53°角，OP段和OˊPˊ段是導(dǎo)電的，PQ段和PˊQˊ段是絕緣的，在P和Pˊ處固定一個“∩”形導(dǎo)體框abcd，導(dǎo)體框平面與導(dǎo)軌面垂直，面積S=0.3m2．空間存在變化的勻強磁場，方向與導(dǎo)軌平行，與線圈abcd垂直．質(zhì)量為m=0.02kg、電阻R=0.2Ω的金屬棒AB放在兩導(dǎo)軌上QQˊ處，與PPˊ的距離x=0.64m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．t=0時刻，從QQˊ無初速度釋放金屬棒AB，此時勻強磁場方向沿導(dǎo)軌向上（規(guī)定為正方向），磁感應(yīng)強度B的變化規(guī)律為B=0.2-0.8t（T）．除金屬棒AB外，不計其它電阻．求：
（1）經(jīng)過多長時間，金屬棒AB中有感應(yīng)電流？感應(yīng)電流的方向如何？
（2）假設(shè)OP段和OˊPˊ段的導(dǎo)軌足夠長，金屬棒AB在OP段和OˊPˊ段的導(dǎo)軌上能滑行多遠？
（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)體棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，棒長均為L，電阻均為R，且與導(dǎo)軌電接觸良好．a(chǎn)b棒處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度Bl隨時間均勻增加的勻強磁場中．cd棒質(zhì)量為m，處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度恒為B2的勻強磁場中，恰好保持靜止．a(chǎn)b棒在外力作用下也保持靜止，重力加速度為g．
（1）求通過cd棒中的電流大小和方向．
（2）在t0時間內(nèi)，通過ab棒的電荷量q和ab棒產(chǎn)生的熱量Q．
（3）若零時刻Bl等于零，ab棒與磁場Bl下邊界的距離為L0，求磁感應(yīng)強度Bl隨時間t的變化關(guān)系．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分，O點為圓弧的圓心．兩金屬軌道之間的寬度為0.5m，勻強磁場方向如圖所示，磁感應(yīng)強度的大小為0.5T．質(zhì)量為0.05kg、長為0.5m的金屬細桿置于金屬軌道上的M點．當在金屬細桿內(nèi)通以電流強度為2A的恒定電流時，金屬細桿可以沿桿向右由靜止開始運動．已知MN=OP=1m，求：
（1）金屬細桿開始運動時的加速度大小；
（2）金屬細桿運動到P點時的速度大�。�
（3）金屬細桿運動到P點時對每一條軌道的壓力大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，長L1=1.0m，寬L2=0.50m的矩形導(dǎo)線框，質(zhì)量為m=0.20kg，電阻R=2.0Ω．其正下方有寬為H（H＞L2），磁感應(yīng)強度為B=1.0T，垂直于紙面向里的勻強磁場．現(xiàn)在，讓導(dǎo)線框從cd邊距磁場上邊界h=0.70m處開始自由下落，當cd邊進入磁場中，而ab尚未進入磁場，導(dǎo)線框達到勻速運動．（不計空氣阻力，且g=10m/s2）
求（1）線框進入磁場過程中安培力做的功是多少？
（2）線框穿出磁場過程中通過線框任一截面的電荷量q是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

一個邊長為a=1m的正方形線圈，總電阻為R=2Ω，當線圈以v=2m/s的速度通過磁感應(yīng)強度為B=0.5T的勻強磁場區(qū)域時，線圈平面總保持與磁場垂直．若磁場的寬度b＞1m，如圖所示，求：
（1）線圈進入磁場過程中感應(yīng)電流的大��；
（2）線圈在穿過整個磁場過程中釋放的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，單匝線圈ABCD在外力作用下以速度V向右勻速進入勻強磁場，第二次又以速度2V勻速進入同一勻強磁場．則下說法說正確的是（　�。�
A．第二次與第一次通過AB邊橫截面的電荷量之比為2：1
B．第二次與第一次線圈中產(chǎn)生的熱量之比為4：1
C．第二次與第一次線圈中最大電流之比為2：1

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=0.40m，一個磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P間接有阻值為R=0.30Ω的電阻，一電阻為r=0.20Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上．現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，通過傳感器記錄金屬棒ab在不同時刻的位置（如下表），導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度g=10m/s2．求：
時刻t/s00.100.200.300.400.500.600.70
位置x/m00.100.300.701.201.702.202.70
（1）在前0.4s的時間內(nèi)，金屬棒ab電動勢的平均值
.
E
；
（2）金屬棒的質(zhì)量m；
（3）在前0.7s的時間內(nèi)，回路產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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