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(14分)如圖所示，兩條互相平行且足夠長的光滑金屬導軌位于水平面內，導軌間距l(xiāng)="0.2" m，在導軌的一端接有阻值R="3" Ω的電阻，在x≥0處有一垂直水平面向下的勻強磁場，磁感強度B="0.5" T。一質量m ="0." 1kg，電阻r="2" Ω的金屬棒垂直擱在導軌上，并以v0="20" m/s的初速度進入磁場，在水平拉力F的作用下作勻減速直線運動，加速度大小a="2" m/s2。棒與導軌接觸良好，其余電阻均不計。求：

(1)第一次電流為零時金屬棒所處的位置；
(2)電流第一次減少為最大值的一半時拉力F的大小及其功率；
(3)金屬棒開始進入磁場到速度減小為零的過程中，電阻R上產生的熱量為1.6 J，求該過程中拉力F所做的功。
(1)　　(2) 　　　　　　(3)

試題分析：本題是電磁感應與力學知識的綜合，安培力是聯系這兩部分的橋梁．
(1)由法拉第電磁感應律得，根據閉合電路歐姆定律有，于是可知電流與速度成正比，當電流第一次為零時，金屬棒的速度為零，即時，
根據運動學公式得第一次電流為零時金屬棒通過的位移為 
(2)金屬棒剛開始運動時，回路中電流最大，根據閉合電路歐姆定律得最大電流為　　　
若，則金屬棒的速度
則金屬棒所受的安培力為　　　
可知
又根據牛頓第二定律得    
故　　　
則功率為
(3)設金屬棒克服安培力做功為，拉力做功為，由動能定理可知：
金屬棒開始進入磁場到速度減小為零的過程中，電阻R上產生的熱量為，則根據焦耳定律知回路中產生的總熱量為
根據功能關系知，回路中產生的焦耳熱等于金屬棒克服安培力做功，則得
       
聯立以上各式解得
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在水平面（紙面）內有三根金屬棒ab、ac和PQ，其中ab、ac在a點接觸，構成如圖所示形狀導軌，金屬棒ab的電阻不計，ac和PQ材料相同且粗細均勻�？臻g存在垂直于紙面的勻強磁場。用水平力F使PQ向右勻速運動，開始計時時，PQ與a點的水平距離為L，運動中PQ始終與ab垂直且和導軌保持良好接觸。在PQ運動到a點的過程中，下列關于回路中電流與時間t的關系圖線，拉力F與時間t的關系圖線，可能正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其它部分電阻不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上。從t = 0時刻開始棒受到一個平行于導軌向上的外力F，由靜止開始沿導軌向上運動，運動中棒始終與導軌垂直，且接觸良好，通過R的感應電流隨時間t變化的圖象如圖2所示。

下面分別給出了穿過回路abPM的磁通量、磁通量的變化率、棒兩端的電勢差和通過棒的電荷量q隨時間變化的圖象，其中正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，光滑金屬導軌 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導體棒的電阻為2 Ω．垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應強度為1T．現使ab以恒定速度v＝3m/s勻速向右移動，求：

(1)金屬棒上產生的感應電動勢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：不詳 題型：計算題

（20分）如圖所示，相互平行的足夠長的光滑絕緣軌道MN和PQ水平固定，有一質量為m、電阻為R的水平導體框abcd（其長度ab=cd=L1寬度ad=bc=L2）可沿軌道滑動，滑動時ab、cd邊始終保持與軌道垂直。軌道所在空間存在豎直方向的磁場，其磁感應強度B的大小沿x坐標正向（水平向右）按B=kx（k為已知的常數）隨坐標x成正比增強�，F對導體框施加一大小恒為F的外力，使它由靜止開始從坐標原點O開始向右運動，問：

⑴若從上往下看，框中的感應電流方向為順時針方向，那么磁場方向如何？導體框的運動情況如何？試定性作出描述。
⑵當導體框向右運動的速度為v時，框中的電流為多大？
⑶導體框向右運動能提供的最大電功率為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（8分）如圖所示，兩根平行光滑金屬導軌MP、NQ與水平面成θ=37°角固定放置，導軌電阻不計，兩導軌間距L="0.5" m，在兩導軌形成的斜面上放一個與導軌垂直的均勻金屬棒ab，金屬棒ab處于靜止狀態(tài)，它的質量為。金屬棒ab兩端連在導軌間部分對應的電阻為R2＝2Ω，電源電動勢E＝2V，電源內阻r＝1Ω，電阻R1＝2Ω，其他電阻不計。裝置所在區(qū)域存在一垂直于斜面MPQN的勻強磁場。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求：

（1）所加磁場磁感應強度方向；
（2）磁感應強度B的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖1所示，光滑平行金屬導軌MN、PQ所在平面與水平面成角，M、P兩端接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒ab垂直導軌放置，其它部分電阻不計。整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上。從t = 0時刻開始棒受到一個平行于導軌向上的外力F，由靜止開始沿導軌向上運動，運動中棒始終與導軌垂直，且接觸良好，通過R的感應電流隨時間t變化的圖象如圖2所示。下面分別給出了穿過回路abPM的磁通量、磁通量的變化率、棒兩端的電勢差和通過棒的電荷量q隨時間變化的圖象，其中正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，寬度為l的有界勻強磁場的方向垂直紙面向里，磁感應強度的大小為B。閉合等腰直角三角形導線框abc位于紙面內，直角邊ab水平且長為2l，線框總電阻為R。規(guī)定沿abca方向為感應電流的正方向。導線框以速度v勻速向右穿過磁場的過程中，感應電流隨時間變化規(guī)律的圖象是（   ）

A                   B                   C                   D

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一正方形閉合導線框abcd，邊長為0.1m，各邊電阻均為1Ω，bc邊位于x軸上，在x軸原點O右方有寬為0.2m、磁感應強度為1T的垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)，如圖所示，當線框以恒定速度4m/s沿x軸正方向穿越磁場區(qū)過程中，如圖所示中，哪一圖線可正確表示線框從進入到穿出過程中，ab邊兩端電勢差Uab隨位置變化的情況（   ）

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