【題目】如圖所示，光滑的輕質(zhì)定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線，線的一端系一質(zhì)量為2 m的重物，另一端系一質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF，其間距為L。在Q、F之間連接有阻值為R的電阻，其余電阻不計。一勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處，將重物由靜止釋放，當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而后勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計一切摩擦和接觸電阻，重力加速度為g。

（1）求重物勻速下降時的速度v；

（2）求重物從釋放到下降h的過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量QR；

（3）設(shè)重物下降h時的時刻t＝0，此時速度為v0，若從t＝0開始，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸減小，且金屬桿中始終不產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫出B隨時間t變化的關(guān)系。

【答案】（1）　（2）mgh－�。�3）

【解析】

（1）重物勻速下降時，金屬桿勻速上升，金屬桿受力平衡．設(shè)細(xì)線對金屬桿的拉力為T，金屬桿所受安培力為F

由平衡條件得：T=mg＋F

由安培力公式得：F=B0IL

根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=B0Lv，對重物由平衡條件得T=2mg

綜合上述各式，解得。

（2）設(shè)電路中產(chǎn)生的總熱量為Q，由能量守恒定律得

由串聯(lián)電路特點知，電阻R中產(chǎn)生的熱量為，則：

（3）金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流時，磁通量不變，則有Φ0=Φ1，即：

B0hL=B（h＋x）L

式中

對系統(tǒng)，由牛頓第二定律有：

則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場Ⅰ中。回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖像是（ ）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直.磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2：1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響.下列說法正確的是（　　）

A. Ea：Eb=4：1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向

B. Ea：Eb=4：1，感應(yīng)電流均沿順時針方向

C. Ea：Eb=2：1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向

D. Ea：Eb=2：1，感應(yīng)電流均沿順時針方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中

A. PQ中電流先增大后減小

B. PQ兩端電壓先減小后增大

C. PQ上拉力的功率先減小后增大

D. 線框消耗的電功率先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩條相距l的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界MN（虛線）與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也垂直于紙面向里。某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運(yùn)動，在t0時刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運(yùn)動。金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計。求

（1）在t=0到t=t0時間間隔內(nèi)，流過電阻的電荷量的絕對值；

（2）在時刻t（t>t0）穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連．兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平．右斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上．已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑．求：

(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大��；

(2)金屬棒運(yùn)動速度的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一根粗細(xì)均勻的電阻絲質(zhì)量為m，將其三等分彎折成閉合的三角形線框ABC，線框每邊長均為a，每邊電阻均為r．輕繩跨過在同一水平線上的兩光滑定滑輪，一端懸掛A點，另一端連接質(zhì)量為m的小球，線框處在垂直于線框平面向里的勻強(qiáng)磁場中；在B、C兩點用導(dǎo)線連接電動勢為E、內(nèi)阻為的直流電源，閉合S的同時，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，此時線框保持靜止，連接球的繩與豎直方向的夾角為45°，重力加速度為g，求：

（1）S閉合后，通過BC邊的電流

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電阻R和電動機(jī)M串聯(lián)接到電路時，如圖所示，已知電阻R跟電動機(jī)線圈的電阻值相等，電鍵接通后，電動機(jī)正常工作。設(shè)電阻R和電動機(jī)M兩端的電壓分別為U1和U2，經(jīng)過時間t，電流通過電阻R做功為W1，產(chǎn)生熱量Q1，電流通過電動機(jī)做功為W2，產(chǎn)生熱量為Q2，則有（ ）

A.U1<U2，Q1=Q2

B.U1=U2，Q1=Q2

C.W1=W2，Q1>Q2

D.W1<W2，Q1<Q2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在A、B間接入的正弦交流電，通過理想變壓器和相同的理想二極管、給阻值的純電阻供電，匝，匝，Q為副線圈正中央抽頭。為保證安全，二極管的反向耐壓值至少為，規(guī)定順時針方向為電流正方向，設(shè)電阻R上消耗的電功率為P，則（ ）

A.，

B.，

C.，

D.，

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