如圖所示，PQMN與CDEF為兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)。PQ、MN、CD、EF為相同的弧形導(dǎo)軌；QM、DE為足夠長(zhǎng)的水平導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的水平部分QM和DE處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。a、b為材料相同、長(zhǎng)都為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒，跨接在導(dǎo)軌上。已知a棒的質(zhì)量為m、電阻為R，a棒的橫截面是b的3倍。金屬棒a和b都從距水平面高度為h的弧形導(dǎo)軌上由靜止釋放，分別通過(guò)DQ、EM同時(shí)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a、b棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相碰。若金屬棒a、b與導(dǎo)軌接觸良好，且不計(jì)導(dǎo)軌的電阻和棒與導(dǎo)軌的摩擦。
（1）金屬棒a、b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向如何？
（2）通過(guò)分析計(jì)算說(shuō)明，從金屬棒a、b進(jìn)入磁場(chǎng)至某金屬第一次離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱。
（1） 回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篞DEMQ    
（2）Q=mgh
(1)根據(jù)楞次定律可判斷出，金屬棒a、b剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篞DEMQ�！�(4分)
(2)金屬棒從弧形軌道滑下，機(jī)械能守恒，
由：
解出：�。�2分）
金屬棒a、b同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力作用，速度發(fā)生變化，當(dāng)a、b棒同速時(shí)，回路中磁通量不發(fā)生變化，則不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不受安培力作用，金屬棒a、b將共同勻速運(yùn)動(dòng)。　(4分)
由于a、b棒在水平方向所受合外力為零，故動(dòng)量守恒，且由題可知：
有：
解得：
方向：水平向右。
所以金屬棒a、b將以速度勻速運(yùn)動(dòng)�！　�(4分)
從金屬棒a、b進(jìn)入磁場(chǎng)開始，到金屬棒b第一次離開磁場(chǎng)的過(guò)程中，系統(tǒng)總能量守恒，由：
　　（4分）
解出此過(guò)程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱：Q=mgh　(4分)
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：問(wèn)答題

如圖3-8所示，一單匝矩形線圈邊長(zhǎng)分別為、b，電阻為R，質(zhì)量為m，從距離有界磁場(chǎng)邊界高處由靜止釋放，試討論并定性作出線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流隨線圈下落高度的可能變化規(guī)律。

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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，水平的平行虛線間距為d=50cm，其間有B=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)正方形線圈邊長(zhǎng)為l=10cm，線圈質(zhì)量m=100g，電阻為R=0.20Ω。開始時(shí)，線圈的下邊緣到磁場(chǎng)上邊緣的距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度相等。取g=10m/s2，
求：(1) 線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈產(chǎn)生電流的大小和方向；
(2)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的電熱Q。

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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，正方形線框邊長(zhǎng)L，質(zhì)量M，電阻R，從高H處自由下落，當(dāng)線框的下邊進(jìn)入高h(yuǎn) =" L" 的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，恰好勻速下降，設(shè)線框面總與磁場(chǎng)垂直，求
（1）    磁感應(yīng)強(qiáng)度B 
（2）    線框經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中所產(chǎn)生熱Q
（3）    線框穿過(guò)該區(qū)域共需時(shí)間T

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

光滑的平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，軌道的水平部分bcd位于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc部分的寬度為cd部分寬度的2倍，bc、cd部分軌道足夠長(zhǎng)，將質(zhì)量都為m的金屬棒P和Q分別置于軌道上的ab段和cd段，P棒位于距水平軌道高為h的地方，放開P棒，使其自由下滑，求P棒和Q棒的最終速度及回路中所產(chǎn)生的電能。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖12.3-示，兩個(gè)電阻器的阻值分別為R和2R，其余電阻不計(jì)，電容器的電容量為C，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向里，金屬棒ab、cd的長(zhǎng)度均為l.當(dāng)棒ab以速度v向左切割磁感線運(yùn)動(dòng)，金屬棒cd以速度2v向右切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容C的電量為多大?哪一個(gè)極板帶正電?

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，上端接有定值電阻R1＝3Ω，下端接有電阻R2＝6Ω，虛線OOˊ下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)�，F(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻不計(jì)的金屬桿MN從OOˊ上方某處垂直導(dǎo)軌放置后由靜止釋放，桿下落0.2m過(guò)程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示(金屬桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸)。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）桿下落0.2m過(guò)程中通過(guò)電阻R2的電荷量q；

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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，由粗細(xì)相同的導(dǎo)線制成的正方形線框邊長(zhǎng)為L，每條邊的電阻均為R，其中ab邊材料的密度較大，其質(zhì)量為m，其余各邊的質(zhì)量均可忽略不計(jì)．線框可繞與cd邊重合的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力及摩擦．若線框從水平位置由靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間t到達(dá)豎直位置，此時(shí)ab邊的速度大小為v．若線框始終處在方向豎直向下、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，重力加速度為g．求：
小題1:線框在豎直位置時(shí)，ab邊兩端的電壓及所受安培力的大��；
小題2:在這一過(guò)程中，通過(guò)線框?qū)Ь�橫截面的電荷量。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖, 金屬棒a自h 高處從靜止開始沿光滑的弧形軌道下骨，進(jìn)入光滑水平導(dǎo)軌后，在自上而下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中運(yùn)動(dòng)．在水平導(dǎo)軌上原來(lái)放著靜止的另一根金屬棒b，已知兩棒的質(zhì)量關(guān)系．

(1)畫出a棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間的兩棒受力圖，并求出兩棒加速度大小之比．
(2)如果兩棒始終沒(méi)有相碰，求兩棒的最終速度(設(shè)它們都沒(méi)有離開磁場(chǎng)),并求出整個(gè)過(guò)程中兩棒和兩導(dǎo)軌組成的回路中消耗的電能．

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