（15分）如圖甲所示，一正方形單匝線框abcd放在光滑絕緣水平面上，線框邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R．該處空間存在一方向豎直向下的勻強磁場，其右邊界MN平行于ab，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，要求：

（1）若線框保持靜止，求在時間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）若線框從零時刻起，在一水平拉力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小為a，經(jīng)過時間t0線框cd邊剛要離開邊界MN．求在此過程中拉力所做的功；
（3）在（2）的情形下，為使線框在離開磁場的過程中，仍以加速度a做勻加速直線運動，試求線框在離開磁場的過程中水平拉力F隨時間t的變化關系．
（1）（2）（3）

試題分析：（1）線框中產(chǎn)生的感應電動勢： (2分)
在時間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱： (2分)  
（2）t0時刻線框的速度：    (2分)
在此過程中拉力做的功：(2分)      
（3）設線框離開磁場過程的時間為，則有： (1分)
解得： (1分)（另一解不合符題意，舍去）
線框在離開磁場的過程中運動的速度： (1分)
產(chǎn)生的感應電流：    (1分)              
由牛頓第二定律得：      (1分)      
解得： （1分） （）(1分)
點評：本題難度較大，熟練掌握法拉第電磁感應定律，線框在磁場中運動時，雖然面積沒有發(fā)生變化，但由于磁感強度的變化，導致磁通量發(fā)生變化，由此產(chǎn)生了感應電動勢，結合應用牛頓第二定律求解此題
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長。電阻不計的平行金屬導軌相距1m，導軌平面與水平面成370角，下端連接阻值為R的電阻。勻強磁場方向與導軌平面垂直。質(zhì)量為0.2kg。電阻不計的金屬棒放在兩導軌上，棒與導軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25。求：

(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小；
(2)當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時，電阻消耗的功率為，求該速度的大小；
(取 ，，)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如右圖所示，兩跟相距L的豎直平行金屬導軌位于勻強磁場中，磁感應強度為B，導軌電阻不計，另兩跟與光滑導軌接觸的金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R。若要cd使桿恰好平衡，且靜止不動，則ab桿應向________方向運動，且其桿運動的速度大小是________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，相距L=1m、電阻不計的平行光滑長金屬導軌固定在絕緣水平面上，兩導軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導軌所在平面垂直、方向相反的勻強磁場，磁場寬度d均為0.6m，磁感應強度大小B1=T、B2=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導體棒ab垂直導軌放置且接觸良好，當導體棒ab從邊界MN進入磁場后始終以速度m/s作勻速運動，求：

⑴棒ab在磁場B1中時克服安培力做功的功率；
⑵棒ab經(jīng)過任意一個磁場B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量；
⑶棒ab在磁場中勻速運動時電阻R兩端電壓的有效值。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，傾角為θ的足夠長的光滑絕緣斜面上存在寬度均為L的勻強磁場和勻強電場區(qū)域，磁場的下邊界與電場的上邊界相距為3L，其中電場方向沿斜面向上，磁場方向垂直于斜面向下、磁感應強度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點）通過長度為L的絕緣輕桿與邊長為L、電阻為R的正方形單匝線框相連，組成總質(zhì)量為m的“ ”型裝置，置于斜面上，線框下邊與磁場的上邊界重合�，F(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當線框下邊剛離開磁場時恰好做勻速運動；當小球運動到電場的下邊界時剛好返回。已知L=1m，B=0．8T，q=2．2×10-6C，R=0．1Ω，m=0．8kg，θ=53°，sin53°=0．8，g取10m/s2。求：

⑴線框做勻速運動時的速度大�。�
⑵電場強度的大��；
⑶正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d為0.5 m，左端通過導線與阻值為2 W的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4 W的小燈泡L連接，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2 m，CDEF區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖所示，在t＝0時，一阻值為2 W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從ab位置沿導軌向右運動，當金屬棒從ab位置運動到EF位置過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流強度。
（2）恒力F的大小。
（3）金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖為一電梯簡化模型，導體棒ab架在水平導軌上，導軌間加有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度。導體棒ab通過輕質(zhì)細繩與電梯箱體相連，所有摩擦都不計，已知ab棒的長度為，質(zhì)量不計，通過的電流大小為，電梯箱體質(zhì)量為，求：

（1）為了能提起電梯箱體，導體棒ab中的電流方向應朝哪？大小至少為多少？
（2）現(xiàn)使導體棒以恒定的功率（即安培力的功率）從靜止運行，試通過列式分析ab棒中電流的大小如何變化？
（3）若在題（2）中W，電梯箱體上升高度時，運行達到穩(wěn)定狀態(tài)，則此過程電梯運行的時間為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長平行光滑金屬導軌（電阻不計）平面和水平面成一定角度，勻強磁場垂直導軌平面斜向上。質(zhì)量相等、電阻不同的導體棒AB和棒CD與導軌保持良好接觸。對AB施加沿斜面向上的拉力，同時釋放棒CD。達到穩(wěn)定之后，拉力大小為F，棒AB以V1的速度沿斜面勻速向上運動，棒CD以V2的速度沿斜面勻速向下運動。則穩(wěn)定之后，以下說法正確的是(   )

A．棒AB和棒CD受到的磁場力大小一定相等，方向相同
B．F的大小一定不等于棒CD受到的磁場力的2倍
C．F的大小一定等于棒AB和棒CD重力沿斜面向下的分力之和
D．F的功率有可能等于整個電路中的熱功率

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