2．如圖所示，在豎直平面上有兩根很長的平行豎直軌道，軌道間有垂直軌道平面交替排列的勻強磁場B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，兩磁場始終豎直向上做勻速運動．垂直軌道有一金屬框abcd，并且與之絕緣．已知金屬框的總質(zhì)量為4.75×103kg，運動時所受阻力f=500N，金屬框垂直軌道的邊長Lcd=2.0m，兩磁場的寬度均與金屬框的邊長Lad相同，金屬框整個回路的電阻R=9.0×10-4Ω，g取10m/s2．假如金屬框以v1=10m/s的速度勻速上升，求：
（1）金屬框中感應(yīng)電流的大小及圖示時刻感應(yīng)電流的方向；
（2）磁場向上運動速度v0的大�。�

分析 金屬框勻速上升時，ab、cd兩均切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，兩邊均受到安培力，根據(jù)平衡條件和右手定則可確定感應(yīng)電流的大小和方向．由歐姆定律和感應(yīng)電動勢公式求出磁場向上運動速度v0的大�。�

解答 解：（1）對abcd金屬框，由衡條件得：2F安=mg+f，
安培力：F安=BI•ab，解得：I=1.2×104A；
由右手定則可知，圖示時刻電流方向為：adcba；
（2）感應(yīng)電動勢：E=2B•ab（v0-v1），
E=IR，解得：v0=12.7m/s；
答：（1）金屬框中感應(yīng)電流的大小為1.2×104A，圖示時刻感應(yīng)電流的方向為：adcba；
（2）磁場向上運動速度v0的大小為12.7m/s．

點評 本題是理論聯(lián)系實際的問題，與磁懸浮列車模型類似，關(guān)鍵要注意磁場運動，線框相對于磁場向下運動，而且上下兩邊都切割磁感線，產(chǎn)生兩個電動勢，兩個邊都受安培力．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．天宮二號空間實驗室已于2016年9月15日22時04分09秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功．將與神州十一號飛船對接．2016年10月19日3時31分，神舟十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功．對接前“天宮二號”和“神舟十一號”繞地球做勻速圓周運動如圖所示，A代表“天宮二號”，B代表“神舟十一號”，虛線為對接前各自的軌道．由此可以判定對接前（　�。�
A．“神舟十一號”適當加速才有可能與“天宮二號”實現(xiàn)對接
B．“天宮二號”的周期小于“神舟十一號”的周期
C．“天宮二號”的向心加速度小于“神舟十一號”的向心加速度
D．“天宮二號”的運行速率大于“神舟十一號”的運行速率

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

15．將電量為-4×10-6C的電荷沿用一條電場線由A點移到B點克服電場力做功2.4×10-5J，再由B點移到C點電場力做功1.2×10-5J，求：
（1）電荷從A到B電勢能變化了多少？
（2）電荷從B到C，UBC=？
（3）若ϕB=0，則ϕA=？ϕC=？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖所示，兩根等高光滑的四分之一圓弧形軌道與一足夠長水平軌道相連，圓弧的半徑為R0、軌道間距為L1=1m，軌道電阻不計．水平軌道處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B1=1T，圓弧軌道處于圓心軸線上均勻向外輻射狀的磁場中，如圖所示．在軌道上有兩長度稍大于L1、質(zhì)量均為m=2kg、阻值均為R=0.5Ω的金屬棒a、b，金屬棒b通過跨過定滑輪的絕緣細線與一質(zhì)量為M=1kg、邊長為L2=0.2m、電阻r=0.05Ω的正方形金屬線框相連．金屬棒a從軌道最高處開始，在外力作用下以速度v0=5m/s沿軌道做勻速圓周運動到最低點MN處，在這一過程中金屬棒b恰好保持靜止．當金屬棒a到達最低點MN處被卡住，此后金屬線框開始下落，剛好能勻速進入下方h=1m處的水平勻強磁場B3中，B3=$\sqrt{5}$T．已知磁場高度H＞L2．忽略一切摩擦阻力，重力加速度為g=10m/s2．求：
（1）輻射磁場在圓弧處磁感應(yīng)強度B2的大��；
（2）從金屬線框開始下落到進入磁場前，金屬棒a上產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若在線框完全進入磁場時剪斷細線，線框在完全離開磁場B3時剛好又達到勻速，已知線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1=10.875J，則磁場的高低H為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖所示，質(zhì)量為m、邊長為l的正方形線框abcd，在豎直平面內(nèi)從有水平邊界的勻強磁場上方h高處由靜止自由下落．線框電阻為R，磁場寬度為H（l＜H），磁感應(yīng)強度為B，線框豎直下落過程中，ab邊始終與磁場邊界平行．已知ab邊進入磁場時和ab邊穿出磁場時的速度相等，此過程中（　�。�
A．ab邊進入磁場時，線圈中感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→a
B．ab邊離開磁場時，線圈中感應(yīng)電流的方向為a→b→c→d→a
C．線框的最大速度為$\frac{mgR}{{B}^{2}{l}^{2}}$
D．線框中產(chǎn)生的電熱為mgH

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

7．如圖（1）所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為0.8m，導軌平面與水平面夾角為α，導軌電阻不計．有一個勻強磁場垂直軌平面斜向上，長為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為0.1kg、與導軌接觸端間電阻為1Ω．兩金屬導軌的上端連接右端電路，電路中R2為一電阻箱．已知燈泡的電阻RL=4Ω，定值電阻R1=2Ω，調(diào)節(jié)電阻箱使R2=12Ω，重力加速度g=10m/s2．將電鍵S打開，金屬棒由靜止釋放，1s后閉合電鍵，如圖（2）所示為金屬棒的速度隨時間變化的圖象．求：

（1）斜面傾角α及磁感應(yīng)強度B的大��；
（2）若金屬棒下滑距離為60m時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始下滑100m的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱；
（3）改變電阻箱R2的值，當R2為何值時，金屬棒勻速下滑時R2消耗的功率最大；消耗的最大功率為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

14．如圖所示，在xOy平面直角坐標系中，直角三角形MNL內(nèi)存在垂直于xOy平面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，三角形的一直角邊ML長為6a，落在y軸上，∠NML=30°，其中位線OP在x軸上．電子束以相同的速度v0從y軸上-3a≤y≤0的區(qū)間垂直于y軸和磁場方向射入磁場，已知從y軸上y=-2a的點射入磁場的電子在磁場中的軌跡恰好經(jīng)過O點．若在直角坐標系xOy的第一象限區(qū)域內(nèi)，加上方向沿y軸正方向、大小為E=Bv0的勻強電場，在x=3a處垂直于x軸放置一平面熒光屏，與x軸交點為Q．忽略電子間的相互作用，不計電子的重力．試求：
（1）電子的比荷；
（2）電子束從+y軸上射入電場的縱坐標范圍；
（3）從磁場中垂直于y軸射入電場的電子打到熒光屏上距Q點的最遠距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．如圖甲所示，正方形金屬線圈abcd位于豎直平面內(nèi)，其質(zhì)量為m，電阻為R．在線圈的下方有一勻強磁場，MN和M’N’是磁場的水平邊界，并與bc邊平行，磁場方向垂直于紙面向里．現(xiàn)使金屬線框從MN上方某一高度處由靜止開始下落，圖乙是線圈由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的v-t圖象，圖中字母均為已知量．重力加速度為g，不計空氣阻力．下列說法正確的是（　　）
A．金屬線框剛進入磁場時感應(yīng)電流方向沿adcba方向
B．金屬線框的邊長為v1（t2-t1）
C．磁場的磁感應(yīng)強度為$\frac{1}{{v}_{1}（{t}_{2}-{t}_{1}）}$$\sqrt{\frac{mgR}{{v}_{1}}}$
D．金屬線框在0～t4的時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量為2mgV1（t2-t1）+$\frac{1}{2}$m（V22-V32）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示的位移（s）-時間（t）圖象和速度（v）-時間（t）圖象中給出四條圖線，甲、乙、丙、丁代表四輛車由同一地點向同一方向運動的情況，則下列說法正確的是（　�。�
A．甲車做直線運動，乙車做曲線運動
B．t2時刻，丙車加速度與大于丁車的加速度
C．0～t1時間內(nèi)，乙車做速度減小的變速運動
D．0～t2時間內(nèi)，丙、丁兩車的平均速度相等

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