如圖所示，左右兩邊分別有兩根平行金屬導(dǎo)軌相距為L，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)存在勻強磁場，左邊的導(dǎo)軌處在方向沿左導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強度大小為B的磁場中。右邊的導(dǎo)軌處在垂直于右導(dǎo)軌斜向上，磁感應(yīng)強度大小也為B的磁場中。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)軌間動摩擦因數(shù)均為μ=，回路電阻恒為R，若同時無初速釋放兩導(dǎo)桿，發(fā)現(xiàn)cd沿右導(dǎo)軌下滑距離時，ab桿才開始運動。（認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）。

（1）試求ab桿剛要開始運動時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？

（1） （2） （3）

解析試題分析：（1）ab桿剛運動時，有
       
∴F安=      （3分）
由安培力公式F安=BIL得I=      （2分）
由閉合電路歐姆定律得E=      （2分）
對cd桿由法拉第電磁感應(yīng)定律   
∴    （2分）
（2）由動能定理有：mgssin60°-μmgscos60°-W克安= （3分）
W克安=Q       （2分）
故：Q=      （2分）
（3）mgsin60°-μmgcos60°=     （2分）
          （1分）
考點：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；能量守恒定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，在一磁感應(yīng)強度B＝0.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計．在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為L＝0.2m，每米長電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點為c、d．當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運動時，試求：

（1）電阻R中的電流強度大小和方向；
（2）使金屬棒做勻速運動的外力；
（3）金屬棒ab兩端點間的電勢差．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，長、寬分別為、的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)．其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中、和均為已知。 在的時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直：時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。求：

(1)時間內(nèi)通過電阻R的電流的大��；
(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量Q；
(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電荷量q。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(14分)如圖所示，兩條互相平行且足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)="0.2" m，在導(dǎo)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(zhì)量m ="0." 1kg，電阻r="2" Ω的金屬棒垂直擱在導(dǎo)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(dǎo)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(chǎn)生的熱量為1.6 J，求該過程中拉力F所做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（10分）如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做勻加速直線運動，當(dāng)棒運動的位移x=9m時速度達到6m/s，此時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2:1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求
 
(1) 棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q
(2) 金屬棒MN做勻加速直線運動所需外力隨時間變化的表達式
(3) 外力做的功WF

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）如圖所示，兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面成θ=37°角固定放置，導(dǎo)軌電阻不計，兩導(dǎo)軌間距L="0.5" m，在兩導(dǎo)軌形成的斜面上放一個與導(dǎo)軌垂直的均勻金屬棒ab，金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，它的質(zhì)量為。金屬棒ab兩端連在導(dǎo)軌間部分對應(yīng)的電阻為R2＝2Ω，電源電動勢E＝2V，電源內(nèi)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(yīng)強度方向；
（2）磁感應(yīng)強度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0~t1的時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，求：

（1）0~t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大�。�
（2）線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；
（3）線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1:n2=10:1。原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端；假設(shè)該二極管的正向電阻為零相當(dāng)于導(dǎo)線，反向電阻為無窮大相當(dāng)于斷路；a、b間輸入交流電瞬時值的表達式為。則：

A．用電壓表測得R兩端電壓為 V
B．增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小
C．負載電阻的阻值越大，cd間的電壓Ucd越小
D．將二極管用導(dǎo)線短路，電流表的讀數(shù)加倍

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，假設(shè)負載變化時輸入電壓保持不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減小。忽略變壓器上的能量損失，不計電壓表、電流表的內(nèi)阻對電路的影響。當(dāng)用戶的用電器增加時，下列說法正確的是

A．電壓表讀數(shù)增大，電流表讀數(shù)增大
B．電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大
C．電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)增大
D．電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)減小

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同步練習(xí)冊答案