如圖1所示，電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd,邊長ab=L,ab=h,質(zhì)量為m，從某一高度自由落下，通過一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h,當(dāng)線框恰好以恒定速度通過磁場時(shí)，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少？（不考慮空氣阻力）

解法一：以線框?yàn)檠芯繉ο螅O(shè)線框經(jīng)時(shí)間t穿過磁場，則可得：t=①

式中v表示線框穿過磁場時(shí)的速度。由平衡條件可知，線框在穿過磁場時(shí)所受的安培力：

F=BIL=mg                                                        ②

由E=BLv和歐姆定律得：I=                                   ③

由焦耳定律得，線框中產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt                           ④

由①②③④得：Q=2mgh。

解法二：根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，線框以恒定速率通過磁場的過程，重力與線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所受安培力相平衡。實(shí)質(zhì)是重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。則可得此過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為2mgh。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?靜安區(qū)一模）如圖1所示，相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為α，導(dǎo)軌一部分處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中，OO′為磁場邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌右端接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)．在距OO′為L處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab．
（1）若ab桿在平行于斜面的恒力作用下由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，其速度平方一位移關(guān)系圖象如圖2所示，圖中v1和v2為已知．則在發(fā)生3L位移的過程中，電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1是多少？
（2）ab桿在離開磁場前瞬間的加速度是多少？
（3）若磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kt（k為大于0的常數(shù)），要使金屬桿ab始終靜止在導(dǎo)軌上的初始位置，試分析求出施加在ab桿的平行于斜面的外力．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)Ⅰ．（1）在測定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，讀數(shù)為
 
mm．
（2）在用單擺測定重力加速度實(shí)驗(yàn)中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為
 
cm．精英家教網(wǎng)
Ⅱ．太陽能是一種清潔、“綠色”能源．在我國上海舉辦的2010年世博會上，大量利用了太陽能電池．太陽能電池在有光照時(shí)，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時(shí)，可以視為一個(gè)電學(xué)器件．某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法，探究一個(gè)太陽能電池在沒有光照時(shí)（沒有儲存電能）的I-U特性．所用的器材包括：太陽能電池，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干．
（1）為了達(dá)到上述目的，請將圖1連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，描點(diǎn)繪出了如圖2的I-U圖象．由圖可知，當(dāng)電壓小于2.00V時(shí)，太陽能電池的電阻
 
 （填“很大”或“很小”）；當(dāng)電壓為2.80V時(shí)，太陽能電池的電阻約為
 
Ω．精英家教網(wǎng)
Ⅲ．利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h．某班同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測量方案．
用刻度尺測出物體下落的高度h，并測出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v0
用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=
2gh
計(jì)算出瞬時(shí)速度
根據(jù)做勻速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度，并通過計(jì)算出高度h
用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v0以上方案中只有一種正確，正確的是
 
（填入相應(yīng)的字母）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?撫州模擬）如圖甲所示，半徑為r的金屬圓環(huán)水平放置，三條電阻均為R的導(dǎo)體棒Oa、Ob、和Oc互成1200角連接在圓心O和圓環(huán)上，圓環(huán)繞經(jīng)過圓心O的豎直金屬轉(zhuǎn)軸以大小為ω的角速度按圖中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動．一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場區(qū)與圓環(huán)所在平面相交，相交區(qū)域?yàn)槿鐖D虛線的菱形（頂角為600的那個(gè)頂點(diǎn)位于O處、其它三個(gè)頂點(diǎn)在圓環(huán)外）．C為水平放置的平行板電容器，通過固定的電刷P和Q連接在圓環(huán)和金屬轉(zhuǎn)軸上，電容器極板長為L，兩極板的間距為d．現(xiàn)使一細(xì)電子束沿兩板間的中線以大小為vO（vO=
ωLπ
）的初速度連續(xù)不斷地射入電容器C．
（1）設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，以導(dǎo)體棒Ob開始進(jìn)入磁場為計(jì)時(shí)起點(diǎn)．請?jiān)谝覉D坐標(biāo)中畫出電刷P和Q間電壓U與時(shí)間t的關(guān)系圖象（至少畫出圓環(huán)轉(zhuǎn)動一周的圖象）
（2）已知電子電荷量為e，質(zhì)量為m．忽略圓環(huán)的電阻、電容器的充放電時(shí)間及電子所受重力和阻力．欲使射入的電子全部都能通過電容器C，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4所示，電阻為r的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動．t=0時(shí)刻線圈平面與磁場垂直，各電表均為理想交變電流電表，則          （   ）

A．t=0時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動勢為零

B．1 s內(nèi)電路中的電流方向改變次

C．滑片P下滑時(shí)，電壓表的讀數(shù)不變

D．開關(guān)K處于斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)時(shí)，電流表的讀數(shù)相同

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