如圖所示，在xoy平面內(nèi)存在B=2T的勻強(qiáng)磁場，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1=6Ω和R2=12Ω。現(xiàn)有一長L=1m、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒在豎直向上的外力F作用下，以v=2m/s的速度向上勻速運(yùn)動，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計(jì)，求：
（1）金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動時(shí)R2上消耗的最大功率
（2）外力F的最大值
（3）金屬棒滑過導(dǎo)軌OCA過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生的熱量。
（1）R2上消耗的功率最大值為：
(2)外力的最大值
（3） 產(chǎn)生的熱量為。
（1）金屬棒向上勻速運(yùn)動的過程中切割磁感線，產(chǎn)生電動勢，接入電路的有效長度即為OCA導(dǎo)軌形狀所滿足的曲線方程，因此接入電路的金屬棒長度為：
所以當(dāng)棒運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)，感應(yīng)電動勢最大，為：
電阻R1、R2并聯(lián)，此時(shí)R2上消耗的功率最大，最大值為：
(2)金屬棒相當(dāng)于電源，外電路中R1、R2并聯(lián)，其并聯(lián)阻值為:
通過金屬棒的最大電流為:
所以最大安培力
因?yàn)榻饘侔羰芰ζ胶猓酝饬Φ淖畲笾?sub>
（3）金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:
顯然為正弦交變電動勢，所以有效值為
該過程經(jīng)歷的時(shí)間：
所以產(chǎn)生的熱量為。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，電阻不計(jì)的光滑U形導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距d=0.5m，導(dǎo)軌一端接有的電阻。有一質(zhì)量、電阻的金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置。整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。現(xiàn)用水平力垂直拉動金屬棒ab，使它以的速度向右做勻速運(yùn)動。設(shè)導(dǎo)軌足夠長。
（1）求金屬棒ab兩端的電壓；
（2）若某時(shí)刻撤去外力，從撤去外力到金屬棒停止運(yùn)動，求電阻R產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖(甲)所示，一個(gè)正方形單匝線圈abcd，邊長為L，線圈每邊的電阻均為R，以恒定速度v通過一個(gè)寬度為2L的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里。ABCD圖中能正確反映ab兩端電壓Uab隨時(shí)間t變化關(guān)系的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩根電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平固定放置，間距為d ="0.5" m，左端連接一個(gè)阻值為R=2 W的電阻，右端連接一個(gè)阻值為RL="4" W的小燈泡，在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示變化，CE長為x="2" m。在t＝0時(shí)刻，一阻值為r="2" W的金屬棒在恒力F作用下由靜止開始從圖示的ab位置沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，金屬棒從ab運(yùn)動到EF的過程中，小燈泡的亮度始終沒有發(fā)生變化，求：
(1) 通過小燈泡的電流強(qiáng)度；
(2) 恒力F的大��；
(3) 金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

光滑水平導(dǎo)軌寬L=1m，電阻不計(jì)，左端接有"6V 6W"的小燈。導(dǎo)軌上垂直放有一質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=2Ω的直導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒中間用細(xì)繩通過定滑輪吊一質(zhì)量為M=1kg的鉤碼，鉤碼距地面高h(yuǎn)=2m，如圖所示。整個(gè)導(dǎo)軌處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T。釋放鉤碼，在鉤碼落地前的瞬間，小燈剛好正常發(fā)光。（不計(jì)滑輪的摩擦，取g=10m/s2）求：⑴鉤碼落地前的瞬間，導(dǎo)體棒的加速度；⑵在鉤碼落地前的過程中小燈泡消耗的電能；⑶在鉤碼落地前的過程中通過電路的電量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成．起加熱作用的是安在鍋底的一系列半徑不同的同心導(dǎo)電環(huán)．導(dǎo)電環(huán)所用的材料單位長度的電阻R=0.125Ω/m,從中心向外第n個(gè)同心圓環(huán)的半徑為rn="(2n-1)" r1(n為正整數(shù)且n≤7)，已知r1="1.0" cm．當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場，已知該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為，忽略同心導(dǎo)電圓環(huán)感應(yīng)電流之間的相互影響．
(1)求出半徑為rn的導(dǎo)電圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時(shí)表達(dá)式；
(2))半徑為r1的導(dǎo)電圓環(huán)中感應(yīng)電流的最大值I1m是多大？（計(jì)算中可取="10" )
(3)若不計(jì)其他損失，所有導(dǎo)電圓環(huán)的總功率P是多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在的平面（紙面）向里.導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2.x1y1與x2y2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿，質(zhì)量分別為m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸.兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R.F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力.已知兩桿運(yùn)動到圖示位置時(shí)，已勻速向上運(yùn)動，求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率.
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

邊長為L的正方形金屬框在水平恒力F作用下，將穿過方向如圖所示的有界勻強(qiáng)磁場。磁場范圍為d（d＞L），已知線框進(jìn)入磁場時(shí)恰好勻速，則線框進(jìn)入磁場的過程和從另一側(cè)穿出磁場的過程相比較，下列說法正確的是（ ）
A．線框中感應(yīng)電流的方向相反
B．所受安培力的方向相反
C．穿出磁場過程產(chǎn)生的電能一定大于進(jìn)入磁場過程產(chǎn)生的電能
D．穿出磁場過程中任意時(shí)刻的電功率不可能小于進(jìn)入磁場時(shí)的電功率

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖為一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖，水平放置的兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為d。處在豎直的勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌左側(cè)連有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌上放有質(zhì)量為m，阻值為r的導(dǎo)體MN，MN在水平恒力F作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動。導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求：

(1)導(dǎo)體MN可以達(dá)到的最大速度值。
(2)導(dǎo)體MN速度為量大速度的1/3時(shí)的加速度值。
(3)導(dǎo)體MN達(dá)到最大速度即撤去F，求這以后電阻R釋放的焦耳熱。
 

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