如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為、足夠長且電阻忽略不計，導(dǎo)軌平面的傾角為，條形勻強磁場的寬度為d，磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長為d（d <），電阻為R，下邊與磁場區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運動到磁場區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。
求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）線框第一次穿越磁場區(qū)域所需的時間t1；
（3）經(jīng)過足夠長時間后，線框上邊與磁場區(qū)域下邊界的最大距離。
見解析
(1)設(shè)裝置由靜止釋放到導(dǎo)體棒運動到磁場下邊界的過程中，作用在線框上的安培力做功為W
由動能定理 
且 
解得 
（2）設(shè)線框剛離開磁場下邊界時的速度為，則接著向下運動 
由動能定理  
裝置在磁場中運動時受到的合力

感應(yīng)電動勢  =Bd
感應(yīng)電流    =
安培力      
由牛頓第二定律，在t到t+時間內(nèi)，有
則
有
解得  
（3）經(jīng)過足夠長時間后，線框在磁場下邊界與最大距離之間往復(fù)運動
由動能定理  
解得   
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







（1）在上述穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體棒ab中的電流I和磁感應(yīng)強度B的大��；
（2）如果導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路產(chǎn)生的電熱是多少？
（3）斷開開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑一段距離后，通過導(dǎo)體棒ab的電量為q，求這段距離是多少?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

一金屬圓盤圓心恰好處于勻強磁場邊界上，如圖，當其沿桌面向右滾動時，金屬圓盤中_____________ (填“會”或“不會”)產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓心處電勢比邊緣電勢_____________。(填“高”“低”或“相等”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－3－11所示，勻強磁場中固定的金屬框架ABC，導(dǎo)線棒DE在框架ABC上沿圖示方向勻速平移，框架和導(dǎo)體材料相同，接觸電阻不計，則（     ）
A．電路中感應(yīng)電流保持一定B．電路中的磁通量的變化率一定
C．電路中的感應(yīng)電動勢一定D．DE棒受到的拉力一定

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，一個半徑為L的半圓形硬導(dǎo)體ab在豎直U型框架上釋放

從靜止，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路電阻為R，半圓形硬導(dǎo)體ab的
質(zhì)量為m，電阻為r，重力加速度為g，其余電阻不計，
小題1:當半圓形硬導(dǎo)體ab的速度為時（未達到最大速度），
求ab兩端的電壓；
小題2:求半圓形硬導(dǎo)體ab所能達到的最大速度.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，將電阻為R的正方形金屬圈從勻強磁場中向右勻速拉出，則
A．以大的速度拉出比較費力B．以小的速度拉出比較費力
C．拉出時金屬圈中的電流為逆時針方向D．拉出時金屬圈所受所安培力不做功

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，圖中兩條平行虛線間存有勻強磁場，虛線間的距離為2L，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)bcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為2L且相互垂直，bc邊長為2L，t=0時刻，c點與磁場區(qū)域左邊界重合．現(xiàn)使線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時間t變化的關(guān)系圖線可能是（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞L ）的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運動，t=0時導(dǎo)線框的的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進入并通過磁場區(qū)域。下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是
A．
B．
C．
D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，MN右側(cè)有一正三角形勻強磁場區(qū)域（邊緣磁場忽略不計），上邊界與MN垂直。現(xiàn)有一與磁場邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，從MN左側(cè)垂直于MN勻速向右運動。導(dǎo)體框穿過磁場過程中所受安培力F的大小隨時間變化的圖象以及感應(yīng)電流i隨時間變化的圖象正確的是（取逆時針電流為正）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案