如圖所示，一邊長(zhǎng)L=10cm的正方形金屬導(dǎo)體框abcd，從某一高度hm處開始豎直向下自由下落，其下邊進(jìn)入只有水平上邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框平面保持與磁場(chǎng)垂直，線框底邊保持水平．已知正方形線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02Ω，自下邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)直到上邊cd也進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為止，整個(gè)線框恰好能夠保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）線框下落的高度h；
（2）線框在上述進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q．
（1）在線框以v進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，對(duì)線框受力分析如圖：
因?yàn)榫�框勻速運(yùn)動(dòng)，∴二力平衡，即：F安=mg…①
又：F安=BIL…②
而I=
E
R
…③
E=BLv…④
又：mgh=
1
2
mv2…⑤
聯(lián)解上四式得：∴h=(
mgR
B2L2
)2?
1
2g
=0.2m…⑥
（2）在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：Q=mgL=0.1J…⑦
答：
（1）線框下落的高度h為0.2m；
（2）線框在上述進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q是0.1J．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

兩根相距為L(zhǎng)的足夠長(zhǎng)的金屬?gòu)澖枪饣瑢?dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊與水平面的夾角為37°，質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，回路總電阻為2R，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g，以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgsin37°
B．回路中電流為
mgsin37°
BL
C．回路中電流的總功率為mgvsin37°
D．m與v大小的關(guān)系為m=
B2L2v
2Rgtan37°

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形線框，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方，其磁場(chǎng)寬度為4L，兩線框的下邊距離磁場(chǎng)的上邊的高度均為h，讓它們同時(shí)由靜止釋放．問(wèn)：
（1）A、B線框哪個(gè)先落地？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論；
（2）落地時(shí)，計(jì)算通過(guò)A、B兩個(gè)線框的電量之比；
（3）落地時(shí)，能否判斷出哪個(gè)線框產(chǎn)生的熱量較多？若能，求出兩者產(chǎn)生的熱量之比；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的剛性U型金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌中接有阻值為R的電阻，它們的質(zhì)量為m0．導(dǎo)軌的兩條軌道間的距離為l，PQ是質(zhì)量為m的金屬桿，可在軌道上滑動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)保持與軌道垂直，桿與軌道的接觸是粗糙的，桿與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．初始時(shí)，桿PQ于圖中的虛線處，虛線的右側(cè)為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于桌面，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．現(xiàn)有一位于導(dǎo)軌平面內(nèi)的與軌道平行的恒力F作用于PQ上，使之從靜止開始在軌道上向右作加速運(yùn)動(dòng)．已知經(jīng)過(guò)時(shí)間t，PQ離開虛線的距離為x，此時(shí)通過(guò)電阻的電流為I0，導(dǎo)軌向右移動(dòng)的距離為x0（導(dǎo)軌的N1N2部分尚未進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域）．求：
（1）桿受到摩擦力的大小？
（2）經(jīng)過(guò)時(shí)間t，桿速度的大小v為多少？
（3）在此過(guò)程中電阻所消耗的能量．（不考慮回路的自感）．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，通電直導(dǎo)線cd右側(cè)有一個(gè)金屬框與導(dǎo)線cd在同一平面內(nèi)，金屬棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁場(chǎng)力，則cd中電流的變化情況是（　�。�
A．cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流
B．cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流
C．cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流
D．cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一正方形線圈從某一高度自由下落，恰好勻速進(jìn)入其下方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．已知正方形線圈質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高度為2L，求：
（1）線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路產(chǎn)生的感應(yīng)電流I1的大小和方向；
（2）線圈離開磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)橫截面的電荷量q；
（3）線圈下邊緣剛離開磁場(chǎng)時(shí)線圈的速度v的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，寬L=1m的足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上、導(dǎo)軌的傾角θ=30°．一根質(zhì)量m=0.2Kg，電阻R=lΩ的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌向上的牽引力F作用在直棒ab上．使ab棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）若牽引力恒定，請(qǐng)定性畫出ab棒運(yùn)動(dòng)的v-t圖象；
（2）若牽引力的功率P恒為12W，則ab棒運(yùn)動(dòng)的最終速度v為多大？
（3）當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到某一速度時(shí)撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為
零，通過(guò)ab棒的電量q=0.72C，則撤去牽引力后ab棒滑動(dòng)的距離S多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如圖所示，粗細(xì)均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓環(huán)直徑為l；長(zhǎng)為l、電阻為
r
2
的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以v0向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，金屬棒兩端的電勢(shì)差為______．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，導(dǎo)體棒ab可以無(wú)摩擦地在足夠長(zhǎng)的豎直軌道上滑動(dòng)，整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，除R外其他電阻均不計(jì)，則導(dǎo)體棒ab下落過(guò)程中（　�。�
A．金屬棒的機(jī)械能守恒
B．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以前，電阻R增加的內(nèi)能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以后，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為電阻R增加的內(nèi)能
D．棒達(dá)到穩(wěn)定速度以前，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為棒增加的動(dòng)能和電阻R增加的內(nèi)能

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