如圖所示為兩根豎直地放置在地面上的金屬框架，框架的上端接有一電容量為C的電容器�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無(wú)摩擦，棒離地面高度為h。強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直。開(kāi)始時(shí)電容器不帶電。自靜止起將棒釋放，問(wèn)棒落到地面需要多少時(shí)間？

試題分析：設(shè)某瞬時(shí)棒的加速度為，則由牛頓第二定律得      
是這一瞬時(shí)的安培力          
i是這一瞬時(shí)的感應(yīng)電流。取一個(gè)極短的時(shí)間Δt，有             
ΔQ為在極短時(shí)間內(nèi)流過(guò)棒的電量，也就是給電容器充電的電量。對(duì)于電容器，有
 因而      
ΔU是這極短時(shí)間內(nèi)電壓的增量，電壓的增量等于感生電動(dòng)勢(shì)的增量，即
    而         于是 
與時(shí)間t無(wú)關(guān)，即棒做運(yùn)加速運(yùn)動(dòng)。由          
得棒落到地面的時(shí)間為
點(diǎn)評(píng)：極短時(shí)間內(nèi)電壓的增量，電壓的增量等于感生電動(dòng)勢(shì)的增量，
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為L(zhǎng)，其右端接有阻值為R的電阻和理想交流電壓表，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．導(dǎo)體棒ef垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻為r，其它電阻不計(jì)，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒在ab、cd之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的關(guān)系為（vm和T已知）．

（1）寫(xiě)出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，并求出電壓表的示數(shù)；
（2）求一個(gè)周期T內(nèi)R中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若ab與cd的距離為x，求導(dǎo)體棒從ab滑到cd過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖a所示，空間存在B=0.5T，方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN、PQ是水平放置的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌，其間距L=0.2m，R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時(shí)刻開(kāi)始，對(duì)ab施加一個(gè)大小為F=0.45N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，過(guò)程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸，圖b是棒的速度--時(shí)間圖像，其中AO是圖像在O點(diǎn)的切線，AB是圖像的漸近線.除R以外，其余部分的電阻均不計(jì).

(1) 求R的阻值.
(2) 當(dāng)棒的位移為100m時(shí)，其速度已經(jīng)達(dá)到了最大速度10m/s，求在此過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

如右圖所示，兩跟相距L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，另兩跟與光滑導(dǎo)軌接觸的金屬桿質(zhì)量均為m，電阻均為R。若要cd使桿恰好平衡，且靜止不動(dòng)，則ab桿應(yīng)向________方向運(yùn)動(dòng)，且其桿運(yùn)動(dòng)的速度大小是________。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，有一傾角α=37°的粗糙斜面，斜面所在空間存在一有界矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域GIJH，其寬度GI=HJ=L=0.5m。有一質(zhì)量m=0.5Kg的“日”字形勻質(zhì)導(dǎo)線框abcdef，從斜面上靜止釋放，釋放時(shí)ef平行于GH且距GH為4L，導(dǎo)線框各段長(zhǎng)ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，，ab、cd、ef三段的阻值相等、均為R=0.5Ω，其余電阻不計(jì)。已知ef邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)導(dǎo)線粗細(xì)，重力加速度g=10m/s2,求：

（1）ef邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B
（3）線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊穿出磁場(chǎng)過(guò)程中ab邊發(fā)的焦耳熱為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，相距L=1m、電阻不計(jì)的平行光滑長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌左端間接有阻值R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌所在區(qū)域內(nèi)加上與導(dǎo)軌所在平面垂直、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度d均為0.6m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=T、B2=0.8T�，F(xiàn)有電阻r=1Ω的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，當(dāng)導(dǎo)體棒ab從邊界MN進(jìn)入磁場(chǎng)后始終以速度m/s作勻速運(yùn)動(dòng)，求：

⑴棒ab在磁場(chǎng)B1中時(shí)克服安培力做功的功率；
⑵棒ab經(jīng)過(guò)任意一個(gè)磁場(chǎng)B2區(qū)域過(guò)程中通過(guò)電阻R的電量；
⑶棒ab在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻R兩端電壓的有效值。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為θ的足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面上存在寬度均為L(zhǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的下邊界與電場(chǎng)的上邊界相距為3L，其中電場(chǎng)方向沿斜面向上，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。電荷量為q的帶正電小球（視為質(zhì)點(diǎn)）通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣輕桿與邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形單匝線框相連，組成總質(zhì)量為m的“ ”型裝置，置于斜面上，線框下邊與磁場(chǎng)的上邊界重合�，F(xiàn)將該裝置由靜止釋放，當(dāng)線框下邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)的下邊界時(shí)剛好返回。已知L=1m，B=0．8T，q=2．2×10-6C，R=0．1Ω，m=0．8kg，θ=53°，sin53°=0．8，g取10m/s2。求：

⑴線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大�。�
⑵電場(chǎng)強(qiáng)度的大��；
⑶正方形單匝線框中產(chǎn)生的總焦耳熱．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平U形光滑框架，寬度為1m，電阻忽略不計(jì)，ab桿的電阻是0.1Ω，定值電阻R是0.3Ω。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，方向垂直框架向上，現(xiàn)用力F拉動(dòng)ab桿由靜止開(kāi)始向右加速前進(jìn)2m時(shí)以2m/s的速度作勻速運(yùn)動(dòng)。求此時(shí)：a、b間的電勢(shì)差是多少？并判斷哪一點(diǎn)電勢(shì)高？

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