（11分）如下圖所示，把總電阻為2R的均勻電阻絲焊接成一半徑為a的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一長(zhǎng)度為2a，電阻等于R，粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保持良好的接觸．當(dāng)金屬棒以恒定速度v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：

（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN；
（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總熱功率．

（1）（2）

解析試題分析：（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流，它相當(dāng)于電源，內(nèi)阻為R，電動(dòng)勢(shì)為：E＝Blv＝2Bav ①（2分）
畫出等效電路圖如圖所示，根據(jù)右手定則，金屬棒中電流從N流向M，所以M相當(dāng)于電源的正極，N相當(dāng)于電源的負(fù)極．

外電路總電阻為 ②（1分）
根據(jù)閉合電路歐姆定律，棒上電流大小為：
 ③（2分
棒兩端電壓是路端電壓④（1分）
將數(shù)據(jù)代入④式解得： ⑤（1分）
（2）圓環(huán)和金屬棒上的總熱功率為：
P＝EI ⑥（3分）
由①⑥式解得：⑦（1分）
考點(diǎn)： 考查了電磁感應(yīng)切割類問題綜合應(yīng)用

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，已知靈敏電流計(jì)的電流從“＋”接線柱流入時(shí)指針從刻度盤正中間向右偏，從“—”接線柱流入時(shí)指針向左偏。（螺線管A線圈上端與左側(cè)接線柱相連，線圈下端與右側(cè)接線柱相連）

(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向____偏。
(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電流表指針向____偏。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬直導(dǎo)軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連，平行地固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間存在一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。金屬直桿ab垂直于導(dǎo)軌MN和PQ放置，其質(zhì)量為m,電阻為r，金屬直桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab，使之由圖中位置從靜止開始水平向右運(yùn)動(dòng)，桿ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩條直導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時(shí)間t后，ab桿開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g），求：

（1)ab桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中，通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R、長(zhǎng)度均為l的導(dǎo)體棒a、b，用兩條等長(zhǎng)的、質(zhì)量和電阻均可忽略的、不可伸長(zhǎng)的柔軟長(zhǎng)直導(dǎo)線連接后，b放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，a靠在桌子的光滑絕緣側(cè)面上；兩根導(dǎo)體棒均與桌子邊緣平行。整個(gè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。開始時(shí)兩棒靜止，自由釋放后開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒a在落地前就已勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒b仍未離開桌面。已知兩條導(dǎo)線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導(dǎo)線與桌子側(cè)棱間無摩擦。

（1）試求導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小。
（2）從自由釋放到剛勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，若通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（8分）面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈，處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，線圈電阻r = 1Ω，求：

（1）通過R的電流大小和方向 
（2）電容器的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)，左導(dǎo)軌與水平面夾30°角，右導(dǎo)軌與水平面夾60°角，左右導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線連接。導(dǎo)軌空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的磁場(chǎng)中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m的導(dǎo)桿ab和cd垂直導(dǎo)軌分別放于左右兩側(cè)導(dǎo)軌上，已知兩導(dǎo)桿與兩側(cè)導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時(shí)無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時(shí)，ab桿才開始運(yùn)動(dòng)。（認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒的速度
（2）以上過程中，回路中共產(chǎn)生多少焦耳熱？
（3）cd棒的最終速度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L="0.40" m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.50" T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E="4.5" V、內(nèi)阻r="0.50" Ω 的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m="0.040" kg 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(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=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(jì)算題

如圖甲所示,一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n="1" 000,線圈面積S="200" cm2,線圈的電阻r="1" Ω,線圈外接一個(gè)阻值R="4" Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。求:

(1)前4 s內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
(2)前4 s內(nèi)通過R的電荷量；
(3)線圈電阻r消耗的功率。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根平行的導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi)，相距為L(zhǎng)．導(dǎo)軌左端用阻值為R的電阻相連，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。導(dǎo)軌上跨接一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．整個(gè)裝置放在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)寬度為S1．現(xiàn)對(duì)桿施加一水平向右的恒定拉力F，使它由靜止開始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)金屬桿離開磁場(chǎng)時(shí)立即將拉力F撤去，金屬桿繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了一段距離后停止在導(dǎo)軌上。已知重力加速度為g．

（1）若金屬桿在離開磁場(chǎng)前就做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（2）金屬桿運(yùn)動(dòng)過程，通過電阻R的電量是多少？
（3）若金屬桿離開磁場(chǎng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了S2后停止在導(dǎo)軌上。金屬桿運(yùn)動(dòng)過程，電阻R產(chǎn)生的熱量是多少？

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同步練習(xí)冊(cè)答案