如圖所示，半徑為 r、電阻不計的兩個半圓形光滑導軌并列豎直放置，導軌端口所在平面剛好水平。在軌道左上方端口M、N 間接有阻值為R 的小電珠，整個軌道處在磁感應強度為B 的勻強磁場中，兩導軌間距為L，現(xiàn)有一質(zhì)量為 m，電阻也是R 的金屬棒ab 從MN 處由靜止釋放，經(jīng)一定時間到達導軌最低點，此時速度為 v 。

（1）求金屬棒 ab 到達時，受到的安培力的大小和方向。
（2）求金屬棒 ab 從MN 到的過程中，小電珠上產(chǎn)生的熱量。
（1），方向水平向左（2）小電珠上產(chǎn)生的熱量

試題分析：
（1）根據(jù)右手定則可判電流方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，對棒受力分析．
（2）根據(jù)能量守恒計算：金屬棒減少的重力勢能轉(zhuǎn)換為電路的電能和金屬棒的動能．
解：（1）由右手定則可判：電流方向由N到M，由左手定則可知ab棒收到的安培力F，方向水平向左
在最低點ab棒切割磁力線產(chǎn)生的電動勢為：E=BLv…①
由閉合電路歐姆定律得： …②
由F=BIL，聯(lián)立①②可得.
（2）在ab棒下滑的過程中設小燈泡上產(chǎn)生的熱量為Q，則整個電路上產(chǎn)生的熱量為2Q，
由能量守恒定律得：.
解得：.
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，由同種材料制成的單匝正方形閉合導線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強磁場區(qū)域，該區(qū)域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場方向與線框平面垂直。已知磁場的磁感應強度為B，線框邊長為L，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框從磁場上方某高度處，由靜止開始下落，恰能勻速進入磁場區(qū)域。求：

（1）當ab邊剛進入磁場時，線框的速度大��；
（2）線框在進入磁場的過程中，通過導線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進入磁場過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m，高為h的矩形線框自某一高度自由下落后，通過一寬度也為h的勻強磁場，則線框通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱：（　�。�
①可能等于2mgh
②可能大于2mgh
③可能小于2mgh
④可能為零．
A．①②④B．②③④C．①②③D．①②③④

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在矩形有界勻強磁場區(qū)域ABCD內(nèi)有一質(zhì)量可以忽略不計、電阻為R的閉合導線框abcd.線框在外力F的作用下，從圖示位置勻速向右離開磁場．若第一次用0.3 s時間拉出，電路中的電流為I1，cd邊受的安培力為F1，外力所做的功為W1，通過導線截面的電荷量為q1；第二次用0.9 s時間拉出，電路中的電流為I2，cd邊受的安培力為F2，外力所做的功為W2，通過導線截面的電荷量為q2，則  (　　)．
A．I1∶I2＝3∶1B．F1∶F2＝1∶1
C．W1∶W2＝3∶1D．q1∶q2＝1∶3

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，M′MNN′為放置在粗糙絕緣水平面上的U型金屬框架，MM′和NN′相互平行且足夠長，間距l(xiāng)=0.40m，質(zhì)量M=0.20kg。質(zhì)量m=0.10kg的導體棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，導體棒與框架的摩擦忽略不計。整個裝置處于豎直向下的勻磁場中，磁感應強度B=0.50T。t=0時，垂直于導體棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，導體棒ab從靜止開始運動；當t=t1時，金屬框架將要開始運動，此時導體棒的速度v1=6.0m/s；經(jīng)過一段時間，當t=t2時，導體棒ab的速度v2=12.0m/s；金屬框架的速度v3=0.5m/s。在運動過程中，導體棒ab始終與MM′和NN′垂直且接觸良好。已知導體棒ab的電阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余電阻不計。設框架與水平面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）求動摩擦因數(shù)μ；
（2）當t=t2時，求金屬框架的加速度；
（3）若在0~t1這段時間內(nèi)，MN上產(chǎn)生的熱量 Q=0.10J，求該過程中導體棒ab位移x的 大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

為了測量列車運行的速度和加速度的大小，可采用如圖（a）所示的裝置，它是由一塊安裝在列車頭底部的強磁體和埋設在軌道地面的一組線圈及電流測量儀組成的（測量儀未畫出）。當列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就能求出列車在各位置的速度和加速度。假設磁體端部磁感強度為B=0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面垂直，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n=5，長L=0.2m，電阻0.4Ω（包括引線電阻），測試記錄下來的電流-位移圖象如圖（b）所示。


試求：⑴在離O（原點）30m，130m處列車的速度v1和v2的大��；⑵假設列車是勻變速運動，求列車加速度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導體棒AB可以沿光滑且足夠長的豎直導軌滑動，水平勻強磁場垂直導軌平面，導體棒與豎直導軌接觸良好，除電阻R外，其它電阻均忽略不計、在AB棒由靜止下落的過程中，下列說法正確的是（ ）  
A．由于AB棒下落時，重力和安培力做功，所以機械能不守恒
B．AB棒速度穩(wěn)定以前，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為R的內(nèi)能
C．AB棒速度穩(wěn)定以后，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為R的內(nèi)能
D．AB棒速度穩(wěn)定以后，合力做功為零，電阻R不再發(fā)熱

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（18分）、如圖，一直導體棒質(zhì)量為m、長為l、電阻為r，其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為l的光滑平行導軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導軌之間連接一可控制的負載電阻（圖中未畫出）；導軌置于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌所在平面。開始時，給導體棒一個平行于導軌的初速度v0。在棒的運動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負載電阻的阻值使棒中的電流強度I保持恒定。導體棒一直在磁場中運動。若不計導軌電阻，求此過程中導體棒上感應電動勢的平均值和負載電阻上消耗的平均功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，C是一只電容器，先用外力使金屬桿ab貼著水平平行金屬導軌在勻強磁場中沿垂直磁場方向運動，到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦，則ab以后的運動情況可能是（     ）
A．減速運動到停止
B．來回往復運動
C．勻速運動
D．加速運動

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