如圖所示，寬度L＝0.5 m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內(nèi)，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.4 T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，框架的電阻非均勻分布．將質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上，并與框架接觸良好．以P為坐標(biāo)原點(diǎn)，PQ方向為x軸正方向建立坐標(biāo)．金屬棒從處以的初速度，沿x軸負(fù)方向做的勻減速直線運(yùn)動，運(yùn)動中金屬棒僅受安培力作用．求：

(1)金屬棒ab運(yùn)動0.5 m，框架產(chǎn)生的焦耳熱Q；
(2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關(guān)系；
(3)為求金屬棒ab沿x軸負(fù)方向運(yùn)動0.4 s過程中通過ab的電荷量q，某同學(xué)解法為：先算出經(jīng)過0.4 s金屬棒的運(yùn)動距離x，以及0.4 s時回路內(nèi)的電阻R，然后代入求解．指出該同學(xué)解法的錯誤之處，并用正確的方法解出結(jié)果．
(1)0.1 J　(2) 　(3)

試題分析：(1)金屬棒僅受安培力作用，其大小

金屬棒運(yùn)動0.5 m，框架中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功
所以.
(2)金屬棒所受安培力為

所以
由于棒做勻減速直線運(yùn)動
所以
(3)錯誤之處是把0.4 s時回路內(nèi)的電阻R代入進(jìn)行計算．
正確的解法是
因為
所以
點(diǎn)評：電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系是通過安培力做功量度外界的能量轉(zhuǎn)化成電能．找兩個物理量之間的關(guān)系是通過物理規(guī)律一步一步實現(xiàn)的．用公式進(jìn)行計算時，如果計算的是過程量，我們要看這個量有沒有發(fā)生改變．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)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(dǎo)線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)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(jìn)入磁場區(qū)域。求：

（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場時，線框的速度大��；
（2）線框在進(jìn)入磁場的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進(jìn)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，在矩形有界勻強(qiáng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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

（18分）、如圖，一直導(dǎo)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(dǎo)軌上，并與之密接；棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的負(fù)載電阻（圖中未畫出）；導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面。開始時，給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌的初速度v0。在棒的運(yùn)動速度由v0減小至v1的過程中，通過控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度I保持恒定。導(dǎo)體棒一直在磁場中運(yùn)動。若不計導(dǎo)軌電阻，求此過程中導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的平均值和負(fù)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：計算題

（14分）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，其右端接有阻值為R的電阻和理想交流電壓表，整個裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，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，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒在ab、cd之間往復(fù)運(yùn)動，其速度隨時間的關(guān)系為（vm和T已知）．

（1）寫出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢的表達(dá)式，并求出電壓表的示數(shù)；
（2）求一個周期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過程中通過電阻R的電量q．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，在一磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.5" T的勻強(qiáng)磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距L＝0.2 m平行金屬導(dǎo)軌。在兩根導(dǎo)軌的左端連接一阻值R＝0.4 Ω的電阻（其余部分電阻忽略不計），導(dǎo)軌上有一根長為L的金屬棒AB與導(dǎo)軌正交放置。當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0 m/s向右做勻速運(yùn)動時，求

（1）金屬棒AB切割磁場運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢
（2）電阻R中電流強(qiáng)度的大小和方向（向上或向下）
（3）使金屬棒做勻速運(yùn)動的外力F

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，固定在水平面上電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌，間距d=0.5m。右端接一阻值為4Ω的小燈泡L，在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖規(guī)律變化。CF長為2m。在t=0時，金屬棒從圖中位置由靜止在恒力F作用下向右運(yùn)動到EF位置，整個過程中，小燈泡亮度始終不變。已知ab金屬棒電阻為1Ω，求：

①通過小燈泡的電流   ②恒力F的大小  
③金屬棒的質(zhì)量

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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(dǎo)軌在勻強(qiáng)磁場中沿垂直磁場方向運(yùn)動，到有一定速度時突然撤銷外力.不計摩擦，則ab以后的運(yùn)動情況可能是（     ）
A．減速運(yùn)動到停止
B．來回往復(fù)運(yùn)動
C．勻速運(yùn)動
D．加速運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖(a)所示,一個由導(dǎo)體制成的矩形線圈,以恒定速度v運(yùn)動,從無場區(qū)域進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域,然后出來.若取逆時針方向為電流的正方向,那么在(b)圖中所示的圖像中,能正確反映出回路中感應(yīng)電流隨時間變化的是圖（　 ）

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