如圖所示，傾角為θ的足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面上存在寬度均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的下邊界與電場(chǎng)的上邊界相距為3L，其中電場(chǎng)方向沿斜面向上，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣輕桿與邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、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(chǎng)的上邊界重合�，F(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當(dāng)線框下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)的下邊界時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大�。�
⑵電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；
⑶正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱．
（1） （2）（3）

試題分析：（1）解：設(shè)線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小V
          則      3分
由平衡條件·2分
解得     1分
（2）從線框剛離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域到小球運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)下邊界的過(guò)程
由動(dòng)能定理    4分
解得：    2分
（3）經(jīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，線框上邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界時(shí)速度恰為零，此后線框不再進(jìn)入磁場(chǎng)，不再產(chǎn)生焦耳熱。從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到該狀態(tài)，由能量守恒    2分
解得：
點(diǎn)評(píng)：當(dāng)線框產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，由安培力做功從而產(chǎn)生熱量．因安培力不恒定，所以運(yùn)用動(dòng)能定理求得產(chǎn)生的熱量．
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

圖中回路豎直放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向垂直于回路平面向外，導(dǎo)體AC可以貼著光滑豎直長(zhǎng)導(dǎo)軌下滑．設(shè)回路的總電阻恒定為R，當(dāng)導(dǎo)體AC從靜止開(kāi)始下落后，下面敘述中正確的說(shuō)法有     (     )
A．導(dǎo)體下落過(guò)程中，機(jī)械能不守恒
B．導(dǎo)體加速下落過(guò)程中，導(dǎo)體減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為在電阻上產(chǎn)生的熱量
C．導(dǎo)體加速下落過(guò)程中，導(dǎo)體減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體增加的動(dòng)能和回路中增加的內(nèi)能
D．導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定速度后的下落過(guò)程中，導(dǎo)體減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為回路中增加的內(nèi)能

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

兩個(gè)帶有中心軸的金屬圓圈a和b，其上都有多根輻向金屬條，現(xiàn)用兩根金屬導(dǎo)線分別將它們的中心軸與對(duì)方的邊緣接觸，整套裝置處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如右圖所示，不計(jì)一切摩擦．若圓圈a在外力作用下以恒定的角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則圓圈b的轉(zhuǎn)動(dòng)情況是(　   　)
A．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C．圓圈b的角速度等于圓圈a的角速度ω
D．圓圈b的角速度小于圓圈a的角速度ω

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架，框架的上端接有一電容量為C的電容器�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無(wú)摩擦，棒離地面高度為h。強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直。開(kāi)始時(shí)電容器不帶電。自靜止起將棒釋放，問(wèn)棒落到地面需要多少時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，在距離水平地面h＝0.8 m的虛線的上方，有一個(gè)方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正方形線框abcd的邊長(zhǎng)l＝0.2 m，質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻R＝0.08 Ω。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連線框，另一端連一質(zhì)量M＝0.2 kg的物體A。開(kāi)始時(shí)線框的cd在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，從如圖所示的位置由靜止釋放物體A，一段時(shí)間后線框進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)物體A恰好落地，同時(shí)將輕繩剪斷，線框繼續(xù)上升一段時(shí)間后開(kāi)始下落，最后落至地面。整個(gè)過(guò)程線框沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，線框平面始終處于紙面內(nèi)，g取10 m/s2。求：

（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B？
（2）線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，用了多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）線框落地時(shí)的速度多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

（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(zhǎng)為L(zhǎng)，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(qiáng)磁場(chǎng)，其右邊界MN平行于ab，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)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(shí)間t0內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）若線框從零時(shí)刻起，在一水平拉力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0線框cd邊剛要離開(kāi)邊界MN．求在此過(guò)程中拉力所做的功；
（3）在（2）的情形下，為使線框在離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，仍以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，試求線框在離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中水平拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<d)，將線圈在磁場(chǎng)上方高h(yuǎn)處由靜止釋放，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v0，cd邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度也為v0，則線圈穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中(從cd邊剛?cè)氪艌?chǎng)一直到ab邊剛離開(kāi)磁場(chǎng))(　　)
A．感應(yīng)電流做功為mgL
B．線圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中一直做減速運(yùn)動(dòng)
C．線圈的最小速度可能為
D．線圈的最小速度一定為

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直放置、寬度L＝1.0m的框架上，放有一質(zhì)量m＝0.1kg、電阻R＝1.0Ω的導(dǎo)體棒MN，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與框架平面垂直。用電動(dòng)機(jī)無(wú)初速牽引導(dǎo)體棒上升，當(dāng)上升到h＝3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量Q＝2.0J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U＝7.0V、I＝1.0A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r＝1.0Ω。不計(jì)其它電阻及一切摩擦，導(dǎo)體棒與框架始終接觸良好，取重力加速度g＝10 m/s2 。求：

（1）棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度的大小v；
（2）棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

如圖所示，間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上有一電阻為r的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌一端連接電阻R，其它電阻不計(jì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒ab在水平外力F的作用下以速度v向右作勻速運(yùn)動(dòng)，則
A．金屬棒a端電勢(shì)比b端高
B．電阻R兩端的電壓為BLv
C．a(chǎn)b棒受到的安培力的方向向左
D．外力F做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱

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同步練習(xí)冊(cè)答案