（16分）如圖所示，電阻不計且足夠長的U型金屬框架放置在絕緣水平面上，框架與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，框架的寬度l=0.4m、質(zhì)量m1=0.2kg。質(zhì)量m2=0.1kg、電阻R=0.4Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小B=0.5T。對棒施加圖示的水平恒力F，棒從靜止開始無摩擦地運動，當(dāng)棒的運動速度達(dá)到某值時，框架開始運動。棒與框架接觸良好，設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g取10m/s2。求：
（1）框架剛開始運動時棒的速度v；
（2）欲使框架運動，所施加水平恒力F的最小值；
（3）若施加于棒的水平恒力F為3N，棒從靜止開始運動0.7m時框架開始運動，求此過程
中回路中產(chǎn)生的熱量Q。
（1）v=6m/s
（2）0.6N
（3）Q=0.3J

（1）框架開始運動時，MN邊所受安培力的大小等于其所受的最大靜摩擦力，故有
F安=μ（m1+ m2）g（2分）
F安=BIL     （1分）
E=Blv        （1分）
     （1分）
解得v="6m/s   " （1分）
（2）框架開始運動時，MN邊所受安培力的大小等于其所受的最大靜摩擦力，設(shè)此時加在ab上的恒力為F，應(yīng)有F≥F安，當(dāng)F=F安時，F最小（2分），設(shè)為Fmin
故有Fmin=μ（m1+ m2）g="0.6N    " （3分）
（3）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，F做功消耗外界能量，轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒ab的動能和回路中產(chǎn)生的熱量，
有,（3分）
框架開始運動時，ab的速度v=6m/s
解得Q=0.3J（2分）
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

（20分）如圖所示，在距離水平地面的虛線的上方有一個方向垂直于紙面水平向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1T。正方形線框的邊長=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg，R=0.08Ω，物體A的質(zhì)量M=0.2kg。開始時線框的邊在地面上，各段繩都處于伸直狀態(tài)，從如圖所示的位置將A從靜止釋放。一段時間后線框進(jìn)入磁場運動。當(dāng)線框的邊進(jìn)入磁場時物體A恰好落地，此時輕繩與物體A分離，線框繼續(xù)上升一段時間后開始下落，最后落至地面。整個過程線框沒有轉(zhuǎn)動，線框平面始終處于紙面，g取10m/s2。求：

（1）線框從開始運動到最高點所用的時間；
（2）線框落地時的速度大�。�
（3）線框進(jìn)入和離開磁場的整個過程中線框產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩根水平平行光滑金屬導(dǎo)軌上放置兩根與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，兩金屬桿質(zhì)量相同，滑動過程中與導(dǎo)軌保持垂直。整個裝置放在豎直向下的勻強磁場中，如圖所示。給金屬桿A向右一瞬時沖量使它獲得初動量P0，在金屬桿A沿水平導(dǎo)軌向右運動的過程中，其動量大小P隨時間變化的圖像正確的是(　       　)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，水平桌面上固定的矩形裸導(dǎo)線框abcd的長邊長度為2L，短邊的長度為L，在兩短邊上均接有電阻R，其余部分電阻不計。導(dǎo)線框一長邊與x軸重合，左邊的坐標(biāo)x=0，線框內(nèi)有一垂直于線框平面的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m、電阻也為R的光滑導(dǎo)體棒MN與短邊平行且與長邊接觸良好。開始時導(dǎo)體棒靜止于x=0處，從t=0時刻起，導(dǎo)體棒MN在沿x軸正方向的一拉力作用下，從x=0處以加速度a勻加速運動到x=2L處。則導(dǎo)體棒MN從x=0處運動到x=2L處的過程中通過導(dǎo)體棒的電量為          ，拉力F關(guān)于x（x﹤2L）的表達(dá)式為F=            。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD。導(dǎo)軌間距為L，電阻不計。一根電阻不計的金屬棒可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動。棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好。導(dǎo)軌之間有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度為B。導(dǎo)軌右邊與電路連接。電路中的兩個定值電阻組織分別為2R和R。在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，板間距離為d。當(dāng)以速度勻速向左運動時，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止。求：微粒的帶電性質(zhì)，及帶電量的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，電源與豎直放置的光滑導(dǎo)軌相連，一金屬導(dǎo)體棒靠在導(dǎo)軌外面，為使金屬棒不動，我們在導(dǎo)軌所在空間內(nèi)加磁場，則此磁場的方向可能是
A．垂直于導(dǎo)軌所在平面指向紙內(nèi)
B．垂直于導(dǎo)軌所在平面指向紙外
C．平行于導(dǎo)軌所在平面向右
D．與導(dǎo)軌所在平面成60°角斜向下方，指向紙內(nèi)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（16分）一個匝數(shù)為n =200的矩形線圈abcd位于勻強磁場中，磁感強度大小為B =0.8T、初始位置如圖11所示（線圈平面和磁場方向平行），線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω=5rad/s，已知ab邊L1 =15cm，ad邊L2 =10cm，線圈的總電阻是R =100Ω。求：

（1）線圈轉(zhuǎn)動過程中的感應(yīng)電動勢的最大值；
（2）線圈從初始位置開始計時，線圈轉(zhuǎn)動過程中的感應(yīng)電流的瞬時表達(dá)式；
（3）線圈從初始位置開始，轉(zhuǎn)過90°角的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量；
（4）線圈轉(zhuǎn)動1分鐘內(nèi)外力所做的功。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一半徑r=10cm，電阻R=0.01Ω，質(zhì)量m=0.02Kg的金屬圓環(huán)以v0=10m/s的速度向一面積足夠大，磁感應(yīng)強度B=0.2T的勻強磁場滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場時圓環(huán)的加速度為a=40m/s2,求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，通常情況下南極附近的地磁場可作為勻強磁場看待。由于海流的影響，南極澳大利亞的戴維斯站在某段時間內(nèi)不能得到常備物資，我國南極中山站及時提供了援助。在援助行動中，汽車由中山站出發(fā)駛往戴維斯站的某一段時間內(nèi)，汽車在平整的冰面上勻速行駛，則在該段時間內(nèi)，汽車后輪金屬輪軸左右兩端間的自由電荷(    )
A．將持續(xù)地從左向右運動
B．將持續(xù)地從右向左運動
C．正電荷持續(xù)地從左向右運動，負(fù)電荷持續(xù)地從右向左運動
D．不會發(fā)生持續(xù)的定向運動

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同步練習(xí)冊答案