如圖所示，半徑為 r、電阻不計(jì)的兩個(gè)半圓形光滑導(dǎo)軌并列豎直放置，導(dǎo)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(gè)軌道處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，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(shí)間到達(dá)導(dǎo)軌最低點(diǎn)，此時(shí)速度為 v 。

（1）求金屬棒 ab 到達(dá)時(shí)，受到的安培力的大小和方向。
（2）求金屬棒 ab 從MN 到的過(guò)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

解析試題分析：
（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(duì)棒受力分析．
（2）根據(jù)能量守恒計(jì)算：金屬棒減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電路的電能和金屬棒的動(dòng)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(diǎn)ab棒切割磁力線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(guò)程中設(shè)小燈泡上產(chǎn)生的熱量為Q，則整個(gè)電路上產(chǎn)生的熱量為2Q，
由能量守恒定律得：.
解得：.
考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；安培力電磁感應(yīng)與電路結(jié)合

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

在圖(1)中，G為指針在中央的靈敏電流表連接在直流電路中時(shí)的偏轉(zhuǎn)情況．現(xiàn)把它與一個(gè)線圈串聯(lián)進(jìn)行電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，則圖(2)中的條形磁鐵正在________（填“向上拔出”或“向下插入”）線圈中．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L(zhǎng)，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直。一質(zhì)量為m．有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；
（2）電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小；
（3）流經(jīng)電流表電流的最大值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈，處在如圖所示的磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，線圈電阻r = 1Ω，求：

（1）通過(guò)R的電流大小和方向 
（2）電容器的電荷量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，電阻不計(jì)，左端通過(guò)導(dǎo)線與阻值R ＝2 W的電阻連接，右端通過(guò)導(dǎo)線與阻值RL ＝4 W的小燈泡L連接．在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，CE長(zhǎng)l ="2" m，有一阻值r ="2" W的金屬棒PQ放置在靠近磁場(chǎng)邊界CD處（恰好不在磁場(chǎng)中）．CDEF區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示．在t＝0至t＝4s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4s時(shí)使金屬棒PQ以某一速度進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域并保持勻速運(yùn)動(dòng)．已知從t＝0開(kāi)始到金屬棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)邊界EF處的整個(gè)過(guò)程中，小燈泡的亮度沒(méi)有發(fā)生變化，求：
（1）通過(guò)小燈泡的電流．
（2）金屬棒PQ在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（13分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L="0.40" m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.50" T，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E="4.5" V、內(nèi)阻r="0.50" Ω 的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m="0.040" kg 的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，
求：

(1)通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大��；
(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37º，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.50Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌的其它電阻不計(jì)，g取10m/s2。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，試求：

⑴通過(guò)導(dǎo)體棒的電流；
⑵導(dǎo)體棒受到的安培力大小；
⑶導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)“n”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T(磁場(chǎng)無(wú)限大)，線框的CD邊長(zhǎng)為l1＝20 cm，CE、DF邊長(zhǎng)均為l2＝10 cm，線圈電阻r＝1 Ω，轉(zhuǎn)速為50 r/s. 外電路電阻R＝4 Ω，若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
(3)交流電壓表的示數(shù)；
(4)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，導(dǎo)體框架的平行導(dǎo)軌間距d＝1m，框架平面與水平面夾角＝30°，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直框架平面向上，且B＝0.2T，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量m＝0.2kg，R=0.1，水平跨在導(dǎo)軌上，且可無(wú)摩擦滑動(dòng)（g取10m/s2）求：

⑴ab下滑的最大速度
⑵以最大速度下滑時(shí)，ab棒上的電熱功率。

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