如圖所示，寬度為L＝0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度為v＝5.0 m/s，在運動過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動50 cm時撤去拉力，求整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

（1）0.2A   （2）0.008N     （3）0.129J

解析試題分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
代入數(shù)據(jù)解得：
由歐姆定律得：感應(yīng)電流為：，解得：
（2）導(dǎo)體棒勻速運動，安培力與拉力平衡，由平衡條件得：，解得：
（3）因?qū)w棒勻速運動，所以導(dǎo)體棒移動50cm的時間為：
根據(jù)焦耳定律得：導(dǎo)體棒勻速運動時產(chǎn)生的焦耳熱　　　代入數(shù)據(jù)解得：
根據(jù)能量守恒得：撤去拉力后產(chǎn)生的焦耳熱　　　解得：
所以整個過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量：
考點：本題考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、電磁感應(yīng)中的電路、共點力平衡的條件及其應(yīng)用及電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化等知識點，意在考查考生對電磁感應(yīng)電路的分析，電磁感應(yīng)中受力分析和運動情況分析以及對電磁感應(yīng)中功能關(guān)系的正確理解和應(yīng)用．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

金屬桿ABC處于磁感強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里(如圖所示)．已知AB=BC=20cm，當(dāng)金屬桿在圖中標(biāo)明的速度方向運動時，測得A、C兩點間的電勢差是3.0V，則可知移動速度v=___  m/s ，其中A、B兩點間的電勢差UAB=__ __V．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(15分) 如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為θ， N、Q兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。將質(zhì)量為m、阻值也為R的金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放，下滑距離x時達到最大速度。重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計，桿與導(dǎo)軌接觸良好。求：
⑴桿ab下滑的最大加速度；
⑵桿ab下滑的最大速度；
⑶上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分） 如圖所示，兩根豎直放置的平行光滑金屬導(dǎo)軌，上端接阻值R＝3 Ω的定值電阻．水平虛線間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場B，磁場區(qū)域的高度為d＝0.3 m．導(dǎo)體棒a的質(zhì)量ma＝0.2 kg，電阻Ra＝3 Ω；導(dǎo)體棒b的質(zhì)量mb＝0.1 kg，電阻Rb＝6 Ω.它們分別從圖中P、Q處同時由靜止開始在導(dǎo)軌上無摩擦向下滑動，且都能勻速穿過磁場區(qū)域，當(dāng)b剛穿出磁場時a正好進入磁場．設(shè)重力加速度為g＝10 m/s2，不計a、b之間的作用，整個過程中a、b棒始終與金屬導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計．求：

（1）在整個過程中，a、b兩棒克服安培力做的功分別是多少；
（2）a、b棒進入磁場的速度；
（3）分別求出P點和Q點距A1的高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）如圖，兩根相距l(xiāng)=1m平行光滑長金屬導(dǎo)軌電阻不計，被固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端接有R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌垂直、方向相反的磁場，磁場寬度d相同且為0.6m，磁感應(yīng)強度大小B1=T、B2=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以m/s從邊界MN進入磁場后始終作勻速運動，求：

⑴導(dǎo)體棒ab進入磁場B1時拉力的功率；
⑵導(dǎo)體棒ab經(jīng)過任意一個B2區(qū)域過程中通過電阻R的電量；
⑶導(dǎo)體棒ab勻速運動過程中電阻R兩端的電壓有效值。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（9分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37º，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面斜向左上方的勻強磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，g取10m/s2，已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，求：

（1）通過導(dǎo)體棒的電流；
（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大�。�
（3）導(dǎo)體棒受到的摩擦力.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（18分）、如圖，一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運動。若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌 PN與QM相距1 m，電阻不計，兩端分別接有電阻R1和R2，且R1＝6 Ω，R2＝3Ω，ab導(dǎo)體棒的電阻為2 Ω．垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1T．現(xiàn)使ab以恒定速度v＝3m/s勻速向右移動，求：

(1)金屬棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E
(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？
(3)拉ab棒的水平向右的外力F為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

在電磁波譜中，紅外線、可見光和x射線三個波段的頻率大小關(guān)系是

A．紅外線的頻率最大，可見光的頻率最小
B．可見光的頻率最大，紅外線的頻率最小
C．x射線頻率最大，可見光的頻率最小
D．x射線頻率最大，紅外線的頻率最小

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同步練習(xí)冊答案