如圖所示，一邊長L=10cm的正方形金屬導體框abcd，從某一高度hm處開始豎直向下自由下落，其下邊進入只有水平上邊界的勻強磁場，磁感應強度B=1.0T．線框進入磁場時，線框平面保持與磁場垂直，線框底邊保持水平．已知正方形線框abcd的質量m=0.1kg，電阻R=0.02Ω，自下邊ab進入磁場直到上邊cd也進入磁場時為止，整個線框恰好能夠保持做勻速直線運動．若g=10m/s2，不計空氣阻力，求：
（1）線框下落的高度h；
（2）線框在上述進入磁場的過程中感應電流產生的焦耳熱Q．
（1）在線框以v進入磁場時，對線框受力分析如圖：
因為線框勻速運動，∴二力平衡，即：F安=mg…①
又：F安=BIL…②
而I=
E
R
…③
E=BLv…④
又：mgh=
1
2
mv2…⑤
聯(lián)解上四式得：∴h=(
mgR
B2L2
)2?
1
2g
=0.2m…⑥
（2）在線框進入磁場的過程中應用能量轉化和守恒定律有：Q=mgL=0.1J…⑦
答：
（1）線框下落的高度h為0.2m；
（2）線框在上述進入磁場的過程中感應電流產生的焦耳熱Q是0.1J．
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

兩根相距為L的足夠長的金屬彎角光滑導軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內，另一邊與水平面的夾角為37°，質量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，導軌的電阻不計，回路總電阻為2R，整個裝置處于磁感應強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中，當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v沿導軌勻速運動時，cd桿恰好處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，以下說法正確的是（　�。�
A．ab桿所受拉力F的大小為mgsin37°
B．回路中電流為
mgsin37°
BL
C．回路中電流的總功率為mgvsin37°
D．m與v大小的關系為m=
B2L2v
2Rgtan37°

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長均為L的正方形線框，B的質量是A的質量的兩倍，放在勻強磁場的上方，其磁場寬度為4L，兩線框的下邊距離磁場的上邊的高度均為h，讓它們同時由靜止釋放．問：
（1）A、B線框哪個先落地？請用學過的物理知識分析論證你的結論；
（2）落地時，計算通過A、B兩個線框的電量之比；
（3）落地時，能否判斷出哪個線框產生的熱量較多？若能，求出兩者產生的熱量之比；若不能，請說明理由．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的剛性U型金屬導軌，導軌中接有阻值為R的電阻，它們的質量為m0．導軌的兩條軌道間的距離為l，PQ是質量為m的金屬桿，可在軌道上滑動，滑動時保持與軌道垂直，桿與軌道的接觸是粗糙的，桿與導軌的電阻均不計．初始時，桿PQ于圖中的虛線處，虛線的右側為一勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于桌面，磁感應強度的大小為B．現(xiàn)有一位于導軌平面內的與軌道平行的恒力F作用于PQ上，使之從靜止開始在軌道上向右作加速運動．已知經(jīng)過時間t，PQ離開虛線的距離為x，此時通過電阻的電流為I0，導軌向右移動的距離為x0（導軌的N1N2部分尚未進入磁場區(qū)域）．求：
（1）桿受到摩擦力的大��？
（2）經(jīng)過時間t，桿速度的大小v為多少？
（3）在此過程中電阻所消耗的能量．（不考慮回路的自感）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，通電直導線cd右側有一個金屬框與導線cd在同一平面內，金屬棒ab放在框架上，若ab受到向左的磁場力，則cd中電流的變化情況是（　�。�
A．cd中通有由d→c方向逐漸減小的電流
B．cd中通有由d→c方向逐漸增大的電流
C．cd中通有由c→d方向逐漸減小的電流
D．cd中通有由c→d方向逐漸增大的電流

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一正方形線圈從某一高度自由下落，恰好勻速進入其下方的勻強磁場區(qū)域．已知正方形線圈質量為m，邊長為L，電阻為R，勻強磁場的磁感應強度為B，高度為2L，求：
（1）線圈進入磁場時回路產生的感應電流I1的大小和方向；
（2）線圈離開磁場過程中通過橫截面的電荷量q；
（3）線圈下邊緣剛離開磁場時線圈的速度v的大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，寬L=1m的足夠長的U形光滑金屬導軌固定在磁感應強度大小B=1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向上、導軌的傾角θ=30°．一根質量m=0.2Kg，電阻R=lΩ的金屬棒ab垂直于導軌放置．現(xiàn)用一平行于導軌向上的牽引力F作用在直棒ab上．使ab棒由靜止開始沿導軌向上運動，運動中ab棒始終與導軌接觸良好，導軌電阻不計，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）若牽引力恒定，請定性畫出ab棒運動的v-t圖象；
（2）若牽引力的功率P恒為12W，則ab棒運動的最終速度v為多大？
（3）當ab棒沿導軌向上運動到某一速度時撤去牽引力，從撤去牽引力到ab棒的速度為
零，通過ab棒的電量q=0.72C，則撤去牽引力后ab棒滑動的距離S多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，粗細均勻的、電阻為r的金屬圓環(huán)，放在圖示的勻強磁場中，磁感應強度為B，圓環(huán)直徑為l；長為l、電阻為
r
2
的金屬棒ab放在圓環(huán)上，以v0向左運動，當ab棒運動到圖示虛線位置時，金屬棒兩端的電勢差為______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，導體棒ab可以無摩擦地在足夠長的豎直軌道上滑動，整個裝置處于勻強磁場中，除R外其他電阻均不計，則導體棒ab下落過程中（　�。�
A．金屬棒的機械能守恒
B．棒達到穩(wěn)定速度以前，電阻R增加的內能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C．棒達到穩(wěn)定速度以后，減少的重力勢能全部轉化為電阻R增加的內能
D．棒達到穩(wěn)定速度以前，減少的重力勢能全部轉化為棒增加的動能和電阻R增加的內能

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