如圖所示，空間存在著一個(gè)范圍足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B=0.6T．邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的正方形金屬框abcd（以下簡(jiǎn)稱(chēng)方框）被固定在光滑的絕緣水平面上，其外側(cè)套著一個(gè)質(zhì)量為m=0.4kg、與方框邊長(zhǎng)相同的U型金屬框架MNPQ（以下簡(jiǎn)稱(chēng)U型框），U型框與方框之間接觸良好且無(wú)摩擦．NP、bc、ad三邊的電阻均為r=0.2Ω，其余部分電阻不計(jì)．U型框從圖示位置開(kāi)始以初速度v0=1.2m/s向右以a=-1.5m/s2作勻變速運(yùn)動(dòng)．問(wèn)：．
（1）開(kāi)始時(shí)流過(guò)U型框的電流大小和方向如何？
（2）開(kāi)始時(shí)方框上ad邊的熱功率多大？
（3）當(dāng)U型框NP邊與方框bc邊間的距離為0.29m時(shí)作用在U型框上的外力大小和方向如何？
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（1）開(kāi)始時(shí)線(xiàn)框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv0=0.6×0.5×1.2V=0.36V         
回路總電阻R總=r+
r
2
=0.3Ω                           
回路總電流I總=
E
R總
=
0.36
0.3
A=1.2A                       
由右手定則判斷得知：流過(guò)U型框的電流方向Q→P→N→M．           
（2）流過(guò)ad的電流大小 Iad=
1
2
I總=0.6A          
所以ad邊的熱功率為Pad=
I2ad
r=0.62×0.2W=0.072W      
（3）設(shè)U型框運(yùn)動(dòng)到位移x時(shí)速度為vt，則根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
   v=
v20
-2ax

此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv=BL
v20
-2ax

感應(yīng)電流 I=
E
R總
=
BL
v20
-2ax
R總

經(jīng)過(guò)此位置時(shí)的安培力大�。篎A=BIL=
B2L2
v20
-2ax
R總

由于U型框作勻變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它向右經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，有
   F+FA=ma
得 F=ma-FA=ma-
B2L2
v20
-2ax
R總

代入解得，F(xiàn)=0.33N，方向向左；
當(dāng)它向右經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，有
  F-FA=ma
則得F=ma+FA=ma+
B2L2
v20
-2ax
R總

代入解得F=0.87N，方向向左．
答：
（1）開(kāi)始時(shí)流過(guò)U型框的電流大小是1.2A，方向?yàn)镼→P→N→M．
（2）開(kāi)始時(shí)方框上ad邊的熱功率是0.072W．
（3）當(dāng)U型框NP邊與方框bc邊間的距離為0.29m時(shí)：當(dāng)它向右經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，外力大小為0.33N，方向向左；當(dāng)它向左經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，外力大小為0.87N，方向向左．
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，空間存在著強(qiáng)度E=2.5×102N/C方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的絕緣細(xì)線(xiàn)，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10-2C的小球．現(xiàn)將細(xì)線(xiàn)拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂．取g=10m/s2．求：
（1）細(xì)線(xiàn)能承受的最大拉力；
（2）當(dāng)小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)后與O點(diǎn)水平方向距離為L(zhǎng)時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，空間存在著由勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E組成的正交電磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．有一帶負(fù)電荷的小球P，從正交電磁場(chǎng)上方的某處自由落下，那么帶電小球在通過(guò)正交電磁場(chǎng)時(shí)（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?順義區(qū)一模）如圖所示，空間存在著垂直紙面向外的水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E．在這個(gè)場(chǎng)區(qū)內(nèi)，有一帶正電的液滴a在電場(chǎng)力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)從場(chǎng)中某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的液滴bb（圖中未畫(huà)出），當(dāng)它的運(yùn)動(dòng)方向變成水平方向時(shí)恰與a相撞，撞后兩液滴合為一體，并沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．已知液滴b的質(zhì)量是a質(zhì)量的2倍，b所帶的電量的絕對(duì)值是a所帶電量大小的4倍，設(shè)相撞前a、b之間的靜電力可不計(jì)．求：
（1）兩液滴相撞后共同運(yùn)動(dòng)的速度大小v；
（2）畫(huà)出液滴b在相撞前運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖；
（3）液滴b開(kāi)始下落時(shí)距液滴a的高度h．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，空間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的復(fù)合場(chǎng)．有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的帶電小球，以一定的初速度v0水平向右運(yùn)動(dòng)，則帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中可能沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，空間存在著與圓臺(tái)母線(xiàn)垂直向外的磁場(chǎng)，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓臺(tái)母線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ．一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺(tái)底部．環(huán)中通以恒定的電流I后圓環(huán)由靜止向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場(chǎng)的范圍足夠大．在圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　　）

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