所示，“目”字形軌道的每一短邊的長度都等于，只有四根平行的短邊有電阻，阻值都是r，不計其它各邊電阻。使導軌平面與水平面成夾角固定放置，如圖乙所示。一根質(zhì)量為m的條形磁鐵，其橫截面是邊長為的正方形，磁鐵與導軌間的動摩擦因數(shù)為，磁鐵與導軌間絕緣。假定導軌區(qū)域內(nèi)的磁場全部集中在磁鐵的端面，并可視為勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直導軌平面。開始時磁鐵端面恰好與正方形3重合，現(xiàn)使其以某一初速度下滑，磁鐵恰能勻速滑過正方形2，直至磁鐵端面恰好與正方形l重合。已知重力加速度為g。求：
（1）上述過程中磁鐵運動經(jīng)歷的時間；
（2）上述過程中所有電阻消耗的電能。
（1）
（2）E = 2mga（sinθ- μ cosθ）
（1）設磁鐵勻速進入正方形2的速度為v，等效電路如下圖所示

感應電動勢           （1分）
總電阻    
感應電流        （1分）
切割磁感線的短邊受到的安培力  （1分）
短邊受到的安培力與磁鐵受到的力是作用力與反作用力
根據(jù)平衡條件   mgsinθ = F + f                （1分）
滑動摩擦力     f =" μ" mgcosθ
求出                 （1分）
當磁鐵進入正方形1時，仍以速度v做勻速直線運動
整個過程磁鐵運動經(jīng)歷的時間          （1分）
解得：              （1分）
（2）根據(jù)能量守恒定律  mg?2asinθ = μ mg cosθ?2a + E   （2分）
解得：          E = 2mga（sinθ- μ cosθ）        （1分）
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

汽車在南極地區(qū)自東向西行駛，則水平車軸上各點電勢的高低是       （    ）
A．左端電勢高B．右端電勢高
C．中點電勢高D．各點電勢相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示ab、cd是兩根在同一豎直平面內(nèi)的直導線，在兩根導線中央有一個可在水平面內(nèi)自由轉動的小磁針，靜止時在同一豎直平面內(nèi)，當兩根導線中通以大小相等的
電流時，小磁針N極向紙面內(nèi)轉動，則兩根導線中的電流方向（  ）
A．一定都是向右
B．一定都是向左
C．a(chǎn)b中電流向左，cd中電流向右
D．a(chǎn)b中電流向右，cd中電流向左

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（11分）某同學根據(jù)電磁感應現(xiàn)象設計了一種發(fā)電裝置，如圖甲所示，圖乙為其俯視圖．將8塊相同磁鐵的N、S極交錯放置組合成一個高h = 0．5 m、半徑r = 0．2 m的圓柱體，其可繞固定的OO' 軸轉動．圓柱外側附近每個磁場區(qū)域的磁感應強度大小均為B = 0．2T，方向都垂直于圓柱表面，相鄰兩個區(qū)域的磁場方向相反．緊靠圓柱體外側固定—根與其等長、電阻R = 0．4Ω的金屬桿ab，桿與圓柱平行．從上往下看，圓柱體以ω = 100 rad/s的角速度順時針勻速轉動，設轉到如圖所示位置為t =0時刻．取g = 10 m/s2，π2= 10．求：
（1）圓柱體轉過周期的時間內(nèi)，ab桿中產(chǎn)生的感應電動勢E的大��；
（2）如圖丙所示，M、N為水平放置的平行板電容器的兩極板，極板長L0 = 0．314m，兩板間距d = 0．125m．現(xiàn)用兩根引線將M、N分別與a、b相連．在t = 0時刻，將—個電量q = + 1．00×10 - 6C、質(zhì)量m = 1．60×10 - 8kg的帶電粒子從緊靠M板中心處無初速度地釋放，求粒子從M板運動到N板所經(jīng)歷的時間t．不計粒子重力．
（3）t = 0時刻，在如圖丙所示的兩極板問，若上述帶電粒子從靠近M板的左邊緣處以初速度υ0水平射入兩極板間，而且已知粒子沿水平方向離開電場，求初速度υ0的大小，并在圖中畫出粒子相應的運動軌跡．不計粒子重力．（※請自行作圖�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖一所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的邊長為10cm的正方形閉合金屬線框，線框的質(zhì)量為m=0.02Kg，電阻為R=0.1Ω. 在線框的下方有一勻強磁場區(qū)域，MN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直. 現(xiàn)讓線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，經(jīng)0.2s開始進入磁場,圖二是線框由靜止開始下落的速度一時間圖象�？諝庾枇Σ挥嫞� g取10m/s2求：
（1）金屬框剛進入磁場時的速度；
（2）磁場的磁感應強度；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

目前我國正在研制一種新型發(fā)電機，叫做磁流體發(fā)電機。如圖所示是它的原理圖。將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，但從總體來說呈中性）以水平速度v通過兩水平放置的平行金屬板的空間，空間存在磁感應強度為B的勻強磁場，這時金屬板就會聚集電荷，形成電壓。設金屬板長度為a,寬度為b,兩板間距為d,并且有電阻R接在兩板間。該等離子體充滿板間的空間，其電阻率為ρ，求S閉合后。

（1）通過R的電流；
（2）兩板間的電場強度的大�。�
（3）為使等離子體以恒定速度v通過磁場，必須使通道兩端保持一定的壓強差，壓強差Δp為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，LOO’L’為一折線，它所形成的兩個角∠LOO’和∠OO’L‘均為450。折線的右邊有一勻強磁場，其方向垂直OO’的方向以速度v做勻速直線運動，在t=0時刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時針方向為導線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時間（I—t）關系的是（時間以l/v為單位）（   ）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，下端接有電阻R的“U”形光滑金屬導軌與水平面成θ角，導軌所在空間有一與導軌平面垂直的勻強磁場。導軌上有一個金屬棒，金屬棒與兩導軌垂直且接觸良好，在沿著斜面向上且與棒垂直的拉力F作用下，金屬棒沿導軌勻速上滑，則下列說法正確的是
           
A．拉力做的功等于該金屬棒的機械能的增量
B．拉力做的功等于該金屬棒重力勢能的增量與回路產(chǎn)生的熱量之和
C．該金屬棒所受的拉力、安培力、重力做功之和等于回路產(chǎn)生的熱量
D．拉力對該金屬棒做的功等于回路中產(chǎn)生的電能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，虛線上方空間有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，直角扇形導線框繞垂直于紙面的軸O以角速度ω勻速逆時針轉動。設線框中感應電流的方向以逆時針為正，線框處于圖示位置時為時間零點。那么，在圖乙中能正確表明線框轉動一周感應電流變化情況的是（    ）

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