如圖所示，質(zhì)量為m，邊長為L的正方形線框，在有界勻強磁場上方h高處由靜止自由下落，線框的總電阻為R，磁感應強度為B的勻強磁場寬度為2L．線框下落過程中，ab邊始終與磁場邊界平行且處于水平方向．已知ab邊剛穿出磁場時線框恰好做勻速運動．求：
（1）cd邊剛進入磁場時線框的速度；?
（2）線框穿過磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱．
（1）設cd邊剛進入磁場時線框的速度大小為v1，ab邊剛穿出磁場時速度大小為v2．
ab邊剛穿出磁場時線框恰好做勻速運動，則有 mg=BIL=
B2L2v2
R
，得v2=
mgR
B2L2

cd邊進入磁場后到ab邊剛穿出磁場過程，線框的磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，不受安培力而勻加速運動，加速度大小為g，則有
v22
-
v21
=2gL
解得 v1=
m2g2R2
B4L4
-2gL

（2）從線框開始下落到整個線框全部穿出磁場的過程，線框的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為線框的動能和電路的內(nèi)能，由能量守恒定律得
Q=mg（3L+h）-
1
2
m
v22
=mg（3L+h）-
m3g2R2
2B4L4

答：
（1）cd邊剛進入磁場時線框的速度為
m2g2R2
B4L4
-2gL
；?
（2）線框穿過磁場的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱為mg（3L+h）-
m3g2R2
2B4L4
．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，光滑平行導軌MN、PQ固定于同一水平面內(nèi)，導軌相距L=0.2m，導軌左端接有規(guī)格為“0.6V，0.6W”的小燈泡，磁感應強度B=1T的勻強磁場垂直于導軌平面，導體棒ab與導軌垂直并接觸良好，在水平拉力作用下沿導軌向右運動，此過程中小燈泡始終正常發(fā)光，已知導軌MN、PQ與導體棒的材料相同，每米長度的電阻r=0.5Ω，其余導線電阻不計，導體棒的質(zhì)量m=0.1kg，導體棒到左端MP的距離為x．

（1）求出導體棒ab的速度v與x的關(guān)系式；
（2）在圖乙所給坐標中準確畫出aMPba回路的電功率P與x的關(guān)系圖象（不必寫出分析過程，只根據(jù)所畫圖象給分）；
（3）求出導體棒從x1=0.1m處運動到x2=0.3m處的過程中水平拉力所做的功．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，間距L=1m的足夠長的光滑平行金屬導軌與水平面成30°角放置，導軌電阻不計，導軌上端連有R=0.8Ω的電阻，磁感應強度為B=1T的勻強磁場垂直導軌平面向上，t=0時刻有一質(zhì)量m=1kg，電阻r=0.2Ω的金屬棒，以v0=10m/s的初速度從導軌上某一位置PP'開始沿導軌向上滑行，金屬棒垂直導軌且與導軌接觸良好，與此同時對金屬棒施加一個沿斜面向上且垂直于金屬棒的外力F，使金屬棒做加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動，則：
（1）t=2s時，外力F的大��？
（2）若已知金屬棒運動從開始運動到最高點的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為100J，求此過程中外力F做的功？
（3）到最高點后，撤去外力F，經(jīng)過足夠長時間后，最終電阻R上消耗的熱功率是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

小燈泡L、電容C與一平行金屬導軌及導體棒PQ構(gòu)成如圖閉合電路，磁場與導軌所在平面垂直．當導體棒PQ向右運動時，小燈泡電流I的方向以及電容器C極板的帶電情況是（　�。�
A．I從a到b，C上極板帶正電
B．I從a到b，C下極板帶正電
C．I從b到a，C上極板帶正電
D．I從b到a，C下極板帶正電

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，在磁感應強度為0.6T的勻強磁場中，長為0.5m、電阻為1Ω的導體棒ab放置在水平的光滑金屬框上，如圖所示．導體棒ab在外力作用下以10m/s的速度向右勻速滑動，已知電容C=2μF，電阻R1=5Ω，其余電阻忽略不計，求：
（1）ab棒哪端的電勢高？ab棒中的電動勢的大�。�
（2）為使ab棒勻速運動，外力的大小及其機械功率？
（3）電容器的電量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖6所示，兩足夠長的平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為d，導軌平面與水平面的夾角θ=30°，導軌電阻不計，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向上．長為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為r=R．兩金屬導軌的上端連接一個燈泡，燈泡的電阻RL=R，重力加速度為g．現(xiàn)閉合開關(guān)S，給金屬棒施加一個方向垂直于桿且平行于導軌平面向上的、大小為F=mg的恒力，使金屬棒由靜止開始運動，當金屬棒達到最大速度時，燈泡恰能達到它的額定功率．下列說法正確的是（　　）
A．燈泡的額定功率PL=
m2g2R
2B2d2
B．金屬棒能達到的最大速度vm=
mgR
B2d2
C．金屬棒達到最大速度的一半時的加速度a=
1
4
g
D．若金屬棒上滑距離為L時速度恰達到最大，金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的電熱Qr=mgL-
m3g2R2
2B4d4

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，電阻r=0.1Ω的導體棒ab沿光滑的導線框向右做勻速運動，線框左端接有電阻R=0.4Ω，線框放在磁感應強度B=0.1T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框所在平面，導體棒ab的長度L=0.4m，運動速度v=5.0m/s．線框的電阻不計．
（1）電源的電動勢（即產(chǎn)生的感應電動勢）為多少？電路abcd中的電流為多少？
（2）求導體ab所受的安培力的大小，并判斷其方向．
（3）外力做功的功率是多少？
（4）電源的功率為多少？電源內(nèi)部消耗的功率是多少？外部電阻R消耗的功率是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在如甲、乙、丙三圖中，除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電，丙圖中的直流電源電動勢為E，除電阻R外，導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦也不計．圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導軌足夠長．今給導體棒ab一個向右的相同初速度v0，以下說法正確的是（　�。�
A．在導體棒剛開始運動時，甲、乙、丙三種情況中通過電阻R的電流相同
B．三種情形下導體棒ab最終都將靜止
C．最終只有乙中導體棒ab靜止，甲、丙中導體棒ab都將作勻速直線運動
D．在導體棒ab運動的全部過程中，三個電阻R產(chǎn)生的熱量大小是Q甲＞Q乙＞Q丙

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，間距為l的平行金屬導軌LMN和OPQ分別固定在兩個豎直面內(nèi)，電阻為R、質(zhì)量為m、長為l的相同導體桿ab和cd分別放置在導軌上，并與導軌垂直．在水平光滑導軌間有與水平面成θ、并垂直于ab的勻強磁場；傾斜導軌間有沿斜面向下的勻強磁場，磁感應強度均為B．傾斜導軌與水平面夾角也為θ，桿cd與傾斜導軌間動摩擦因素為μ．a(chǎn)b桿在水平恒力作用下由靜止開始運動，當cd剛要滑動時ab恰達到最大速度．（θ=30、μ=、最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）求：
（1）此時桿cd中的電流大�。�
（2）桿ab的最大速度；
（3）若此過程中流過桿ab的電量為q，則cd產(chǎn)生的焦耳熱Q為多大？

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