所示，一長度為2a、電阻等于R、粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的電接觸。當(dāng)金屬棒以恒定速度向右移動(dòng)，經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：
（1）棒上電流的大小和方向，以及棒兩端的電壓UMN。
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率。
 
（1） 2/3 Bav      （2）
本題是電磁感應(yīng)中的電路問題，在解這類問題時(shí)，首先必須進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析，并畫出等效電路圖，從而將電磁感應(yīng)問題轉(zhuǎn)化為電路問題，畫等效電路的步驟：(1)分析產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的原因，確定感應(yīng)電動(dòng)勢存在于何處；(2)判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢的方向；(3)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體用電源代替，而沒有產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體用電阻符號代替，畫出電路圖．
把切割磁感線的金屬棒看成一個(gè)具有內(nèi)阻為R，電動(dòng)勢為E的電源，兩個(gè)半圓環(huán)看成兩個(gè)并聯(lián)電阻，畫出等效電路如圖所示．
等效電源電動(dòng)勢為E=Blv=2Bav, 外電路的總電阻為R,棒上電流大小為I=,電流方向從N流向M．根據(jù)分壓原理，棒兩端的電壓為UMN＝2/3 Bav，圓環(huán)和金屬棒上消耗的總功率為P＝I·E＝
〖點(diǎn)評〗本題屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的全電路問題，解題的關(guān)鍵是模型的轉(zhuǎn)換問題，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，并畫出等效電路圖，其余問題的處理與全電路求解基本一致．惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似于電源兩端有電勢差，但沒有接入電路，電流為零．
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：問答題

電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成．起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導(dǎo)電環(huán)(導(dǎo)電環(huán)的分布如圖所示)．導(dǎo)電環(huán)所用材料每米的電阻為0.125πΩ，從中心向外第n個(gè)同心圓環(huán)的半徑為＝(2n－1)r，(n＝1，2，3，…，7)，已知＝1.0cm．當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化率為sinωt，求：

(1)半徑為的導(dǎo)電圓環(huán)中感應(yīng)電流的最大值是多大？
(2)假設(shè)導(dǎo)電圓環(huán)產(chǎn)生的熱全部以波長為1.0×m的紅外線光子輻射出來，那么半徑為的導(dǎo)電圓環(huán)上每分鐘輻射出的光子數(shù)是多少？
(3)若不計(jì)其他損失，所有導(dǎo)電圓環(huán)釋放的總功率P是多大？
(以上計(jì)算中可取＝10，h＝6.6×J·s．)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，由電磁感應(yīng)現(xiàn)象形成的電源和平行板電容器相連接。電源內(nèi)有固定的25匝線圈，穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化規(guī)律如(b)圖。平行板電容器兩個(gè)極板水平放置，板間距離d=2cm．兩極板間有一個(gè)帶電微粒，質(zhì)量m=1.0×kg，帶負(fù)電。電量為q=1.8×C．假設(shè)t=0時(shí)，上極板電勢高，且此時(shí)帶電微粒的即時(shí)速度為零，假定帶電微粒的運(yùn)動(dòng)不會(huì)碰到極板。試求：

(1)微粒所受電場力是它重力的多少倍？
(2)微粒在30ms末的瞬時(shí)速度。
(3)微粒在30ms末相對于起始位置的位移。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，金屬線框abcd置于光滑水平桌面上，其右方存在一個(gè)有理想邊界的方向豎直向下的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū),磁場寬度大于線圈寬度。金屬線框在水平恒力F作用下向右運(yùn)動(dòng)，ab邊始終保持與磁場邊界平行。ab邊進(jìn)入磁場時(shí)線框恰好能做勻速運(yùn)動(dòng)。則下列說法中正確的是 
A．線框進(jìn)入磁場過程，F做的功大于線框內(nèi)增加的內(nèi)能
B．線框完全處于磁場中的階段，F做的功大于線框動(dòng)能的增加量
C．線框穿出磁場過程中，F做的功等于線框中增加的內(nèi)能
D．線框穿出磁場過程中，F做的功小于線框中增加的內(nèi)能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示,100匝的圓形線圈，線圈兩端與同一平面內(nèi)放置的光滑平行導(dǎo)軌兩端相連，導(dǎo)軌寬L＝0.5m,長也為L的導(dǎo)體棒MN垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌良好接觸。電路中接入的電阻R=5Ω,導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒與線圈電阻均不計(jì)。在導(dǎo)軌平面范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場B1＝0.4T垂直穿過，方向垂直紙面向外。在線圈內(nèi)有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B2 ，線圈中的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示.請根據(jù)下列條件分別求解：


（1）如導(dǎo)體棒MN在外力作用下保持靜止，求t=2s時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力。
（2）如導(dǎo)體棒MN在外力作用下 ，在勻強(qiáng)磁場B1中向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度大小為v＝25m/s,求t=2s時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，電阻不計(jì)的光滑U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距d=0.5m，導(dǎo)軌一端接有的電阻。有一質(zhì)量、電阻的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置。整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。現(xiàn)用水平力垂直拉動(dòng)金屬棒ab，使它以的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。
（1）求金屬棒ab兩端的電壓；
（2）若某時(shí)刻撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動(dòng)，求電阻R產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

隨著越來越高的摩天大樓在各地的落成，至今普遍使用的鋼索懸掛式電梯已經(jīng)漸漸地不適用了。這是因?yàn)殇撍鞯拈L度隨著樓層的增高而相應(yīng)增加，這些鋼索會(huì)由于承受不了自身的重量，還沒有掛電梯就會(huì)被扯斷。為此，科學(xué)技術(shù)人員正在研究用磁動(dòng)力來解決這個(gè)問題。如圖所示就是一種磁動(dòng)力電梯的模擬機(jī)，即在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1= B2=1T，兩磁場始終豎直向上作勻速運(yùn)動(dòng)。電梯橋廂固定在如圖所示的一個(gè)用超導(dǎo)材料制成的金屬框abcd內(nèi)（電梯橋廂在圖中未畫出），并且與之絕緣．電梯載人時(shí)的總質(zhì)量為5×103kg，所受阻力Ff=500N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lac相同，金屬框整個(gè)回路的電阻R=9.5×10－4Ω，假如設(shè)計(jì)要求電梯以v1=10m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng)，那么，

（1）磁場向上運(yùn)動(dòng)速度v0應(yīng)該為多大？
（2）在電梯向上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為維持它的運(yùn)動(dòng)，外界必須提供能量，那么這些能量是由誰提供的？此時(shí)系統(tǒng)的效率為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩根電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，間距為d ="0.5" m，左端連接一個(gè)阻值為R=2 W的電阻，右端連接一個(gè)阻值為RL="4" W的小燈泡，在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示變化，CE長為x="2" m。在t＝0時(shí)刻，一阻值為r="2" W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從圖示的ab位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到EF的過程中，小燈泡的亮度始終沒有發(fā)生變化，求：
(1) 通過小燈泡的電流強(qiáng)度；
(2) 恒力F的大��；
(3) 金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示坐標(biāo)系中，有沿z軸方向的恒定電流.今有一線框沿y軸方向平行移動(dòng).從甲到乙再到丙（其中乙恰好在xOz平面內(nèi)），則（   ）
A．移動(dòng)全過程中，始終有abcd方向感應(yīng)電流
B．移動(dòng)全過程中，始終有adcb方向感應(yīng)電流
C．甲到乙有adcb方向電流，由乙到丙則相反
D．甲到乙有abcd方向電流，由乙到丙則相反

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同步練習(xí)冊答案