如圖4-4所示,金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑,導軌平行的水平部分有豎直向上的勻強磁場B,水平部分導軌上原來放有一根金屬桿b,已知桿的質量為,b桿的質量為水平導軌足夠長,不計摩擦,求:

小題1:(1)和b的最終速度分別是多大?
小題2:(2)整個過程中回路釋放的電能是多少?
小題3:(3)若已知、b桿的電阻之比,其余電阻不計,
整個過程中,、b上產生的熱量分別是多少?

小題1:
小題2:
小題3:,

小題1:(1)下滑過程中機械能守恒: 
進入磁場后,回路中產生感應電流,、b都受安培力作用,作減速運動,b作加速運動,經(jīng)一段時間,、b速度達到相同,之后回路的磁通量不發(fā)生變化,感應電流為零,安培力為零,二者勻速運動,勻速運動的速度即為、b的最終速度,設為,由過程中、b系統(tǒng)所受合外力為零,動量守恒得:                                         
②由①②解得最終速度
小題2:(2)由能量守恒知,回路中產生的電能等于、b系統(tǒng)機械能的損失,所以,
小題3:(3)回路中產生的熱量,在回路中產生電能的過程中,雖然電流不恒定,但由于、串聯(lián),通過、b的電流總是相等的,所以有,所以,,。
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題



相距為L的兩光滑平行導軌與水平面成θ角放置。上端連接一阻值為R的電阻,其余電阻不計.整個裝置處在方向豎直向上的勻強磁場中,磁感強度為B,質量為m、電阻為r的導體MN垂直導軌放在導軌上,如圖所示。現(xiàn)由靜止釋放導體MN,求:
(1)MN可達的最大速度vm
(2)當MN速度v=vm/3時的加速度a;
(3)回路產生的最大電功率Pm

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

2008北京奧運會上100 m賽跑跑道兩側設有跟蹤儀,其原理如圖所示,水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置,間距為L="0.5" m,一端通過導線與阻值為R ="0." 5Ω的電阻連接;導軌上放一質量為m=0.5kg的金屬桿(如圖甲),金屬桿與導軌的電阻忽略不計;均勻磁場豎直向下。用與導軌平行的拉力F作用在金屬桿上,使桿運動。當改變拉力的大小時,相對應的速度v也會變化,從而使跟蹤儀始終與運動員保持一致。已知vF的關系如圖乙。(取重力加速度g=10
A.金屬桿受到的拉力與速度成正比
B.該磁場磁感應強度為IT
C.圖象與橫軸截距表示金屬桿與導軌間的阻力大小
D.導軌與金屬桿之間的動摩擦因數(shù)為="0." 4

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖12-3-13所示,平行金屬導軌間距為d,一端跨接一阻值為R的電阻,勻強磁場磁感應強度為B,方向垂直軌道所在平面,一根長直金屬棒與軌道成角放置.當金屬棒以垂直棒的恒定速度沿金屬軌道滑行時,電阻R中的電流大小為________,方向為__________.(不計軌道與棒的電阻)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖12-1-14所示,一有限范圍的勻強磁場,寬度為d,將一個邊長為L的正方形導線框以速度υ勻速地通過磁場區(qū)域,若d>L,則在線框中不產生感應電流的時間應等于(   )
A.d/υ;B.L/υ;C.(d–L)/υ;D.(d–2L)/υ;

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電磁感應現(xiàn)象在生活及生產中的應用非常普遍,下列不屬于電磁感應現(xiàn)象及其應用的是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,足夠長的金屬直導軌MN和PQ與阻值為R的電阻相連,平行地固定在水平桌面上,導軌間存在一垂直于紙面向里的勻強磁場,導軌的電阻不計。金屬直桿ab垂直于導軌MN和PQ放置,其質量為m,電阻為r,金屬直桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為。現(xiàn)用水平恒力F向右拉桿ab,使之由圖中位置從靜止開始水平向右運動,桿ab在運動過程中始終與兩條直導軌垂直且保持良好接觸。經(jīng)時間t后,ab桿開始做勻速直線運動,此時理想電壓表的示數(shù)為U(己知重力加速度為g),求:

(1)ab桿勻速運動時的速度vm;
(2) ab桿在加速過程中,通過R的電量q及ab桿在加速過程中的位移大小x。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題


將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路,并固定在水平面(紙面)內,回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中;芈返膱A形區(qū)域內有垂直紙面的磁場Ⅱ,以向里為磁場Ⅱ的正方向,其磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力,以水平向右為F的正方向,能正確反映F隨時間t變化的圖像是
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖甲所示,電阻不計的“”形光滑導體框架水平放置,導體框處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度為B=1T,有一導體棒AC橫放在框架上且與導體框架接觸良好,其質量為m=0.2kg,電阻為R=0.8,現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導體棒,輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動機的轉軸上,左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連,物體D的質量為M=0.2kg,電動機內阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A,電動機牽引原來靜止的導體棒AC平行于EF向右運動,其運動位移x隨時間t變化的圖象如圖乙所示,其中OM段為曲線,MN段為直線。(取g=10m/s2)求:

(1)電動機的輸出功率;
(2)導體框架的寬度; 
(3)導體棒在變速運動階段產生的熱量。

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