如圖所示，質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落，線框電阻為R．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為H．（L＜H），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框下落過(guò)程中ab邊與磁場(chǎng)邊界平行且保持水平．已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線框都做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小都為
1
3
g．求：
（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度大��；
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量；
（3）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大�。�
（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí)，由牛頓第二定律可得：
B2L2V
R
-mg=m?
1
3
g，
解得：v=
4mgR
3B2L2

（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，由能量守恒可得：
mgL+
1
2
mv2-
1
2
mv′2=Q
解得：Q=mgL+mg（H-L）=mgH
（3）設(shè)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框的速度大小為v′，考察從cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ab邊剛出磁場(chǎng)的過(guò)程，由動(dòng)能定理可得：mg（H-L）=
1
2
mv2-
1
2
mv′2
解得：v′=
16m2g2R2
9B2L4
-2g(H-L)

答：（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)和ab邊剛出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為
4mgR
3B2L2
；
（2）線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量mgH．
（3）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大小
16m2g2R2
9B2L4
-2g(H-L)
．
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：填空題

如圖所示，線圈內(nèi)有理想邊界的磁場(chǎng)，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，有一帶電粒子靜止于水平放置的平行板電容器中間，則此粒子電性是______，若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率，則帶電粒子將______（填“向上運(yùn)動(dòng)”“向下運(yùn)動(dòng)”或靜止”）

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方（略靠前）固定一根與線框平面平行的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流．釋放線框，它由實(shí)線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過(guò)程中（　�。�
A．線框中感應(yīng)電流方向依次為ACBA→ABCA→ACBA
B．線框的磁通量為零的時(shí)，感應(yīng)電流卻不為零
C．線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上
D．線框所受安培力的合力為零，做自由落體運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示．水平放置的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌平面垂直．質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ef靜止于導(dǎo)軌上．導(dǎo)軌的另一端經(jīng)過(guò)開關(guān)S與平行板電容器相連，開始時(shí)，開關(guān)打開，電容器上板帶正電，帶電量為Q．現(xiàn)閉合開關(guān)S，金屬棒開始運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的有（　�。�
A．電容器所帶電量逐漸減少，最后變?yōu)榱?/td>
B．電容器兩板問場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，最后保持一個(gè)定值不變
C．金屬棒中電流先增大后減小，最后減為零
D．金屬棒的速度逐漸增大，最后保持一個(gè)定值不變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行粗糙導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．一根質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌垂直．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．現(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在0～2s內(nèi)拉力F所做的功為W=
68
3
J，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）在0～2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量q；
（3）在0～2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，MN、PQ為間距l(xiāng)=1m足夠長(zhǎng)的f行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)．導(dǎo)軌平面與水平面問的夾角θ=37°，NQ間連接有一個(gè)R=4Ω的電阻．有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=1T．將一質(zhì)量為m=O.1kg電阻未知的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，已知在此過(guò)程中通過(guò)金屬棒截面的電量q=0.2C，且金屬棒的加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示，沒金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行．
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2），求：
（1）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
（2）cd離NQ的距離x．
（3）金屬捧滑行至cd處的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，MN和PQ是兩根放在豎直面內(nèi)且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)=50cm．導(dǎo)軌處在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．一根電阻為r=0.1Ω的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌左右運(yùn)動(dòng)．兩塊平行的、相距d=10cm、長(zhǎng)度L=20cm的水平放置的金屬板A和C分別與兩平行導(dǎo)軌相連接，圖中跨接在兩導(dǎo)軌間的電阻R=0.4Ω．其余電阻忽略不計(jì)．已知當(dāng)金屬棒ab不動(dòng)時(shí)，質(zhì)量m=10g、帶電量q=-10-3C的小球以某一速度v0沿金屬板A和C的中線射入板間，恰能射出金屬板（g取10m/s2）．求：
（1）小球的速度v0；
（2）若使小球在金屬板間不偏轉(zhuǎn)，則金屬棒ab的速度大小和方向；
（3）若要使小球能從金屬板間射出，則金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，處在同一豎直面中，導(dǎo)軌的左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的電容器兩極板相距d=10mm，定值電阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，金屬棒ab的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌面．在水平向右的恒力F作用下，金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=1×10-14kg，帶電荷量q=-1×10-15C的微粒恰好靜止不動(dòng)．取g=10m/s2，求：
（1）電容器兩極板間電壓？
（2）金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是多大？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，空間存在水平垂直紙面向里的高度為a的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界水平，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一個(gè)邊長(zhǎng)為2a、質(zhì)量為m的正方形線框ABCD，AB邊電阻為R1，CD邊電阻為R2，其它兩邊電阻不計(jì)，從距離磁場(chǎng)上邊界某一高度處自由下落AB邊恰能勻速通過(guò)磁場(chǎng)，則（　�。�
A．線框勻速運(yùn)動(dòng)的速度為
mg(R1+R2)
4B2α2
B．線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，AB邊消耗的電功率為
m2g2R1
4B2α2
C．線框通過(guò)磁場(chǎng)的整個(gè)過(guò)程中，電流先沿順時(shí)針方向，后沿逆時(shí)針方向
D．從開始到AB邊剛好進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，通過(guò)線框橫截面的電荷量為
Bα2
R1+R2

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同步練習(xí)冊(cè)答案