如圖所示，A、B為同種材料制成的邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)的正方形線框，B的質(zhì)量是A的質(zhì)量的兩倍，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方，其磁場(chǎng)寬度為4L，兩線框的下邊距離磁場(chǎng)的上邊的高度均為h，讓它們同時(shí)由靜止釋放．問(wèn)：
（1）A、B線框哪個(gè)先落地？請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析論證你的結(jié)論；
（2）落地時(shí)，計(jì)算通過(guò)A、B兩個(gè)線框的電量之比；
（3）落地時(shí)，能否判斷出哪個(gè)線框產(chǎn)生的熱量較多？若能，求出兩者產(chǎn)生的熱量之比；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由．
（1）兩者同時(shí)落地，線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有：v=
2gh

根據(jù)mg-B
BLv
R
L=ma得：a=g-
B2L2v
mR
=g-
B2
2gh
16ρmρc
（其中ρm、ρc分別為材料的質(zhì)量密度和電阻率，對(duì)兩者相抵），故線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)兩者加速度相等，則經(jīng)過(guò)相等時(shí)間相等的距離，速度變化相等，所以以后在同一高度處速度、加速度處處相等．
而線框進(jìn)入磁場(chǎng)后，感應(yīng)電流為零，安培力為零，只受重力作用，加速度一直為g，這樣線框在整個(gè)過(guò)程中的任何時(shí)刻速度都相等且在同一高度處，故同時(shí)落地．
（2）整個(gè)過(guò)程中通過(guò)線框的總電量為：q=
△Φ
R
∝
1
R
，而：R=ρ
4L
S
，且兩者質(zhì)量mB=2mA，可知SB=2SA，
所以y有：
qA
qB
=
RB
RA
=
SA
SB
=
1
2
．
（3）由能量守恒定律得：mg(h+5L)=Q+
1
2
mv2（v為線框落地時(shí)的速度大小，兩者速度相等），
得：
QA
QB
=
mA
mB
=
1
2
．
答：（1）兩者同時(shí)落地．
（2）通過(guò)A、B兩個(gè)線框的電量之比為
1
2
．
（3）能．兩者產(chǎn)生的熱量之比
1
2
．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一邊長(zhǎng)為a的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線框所在平面向內(nèi)，導(dǎo)線框的左端通過(guò)導(dǎo)線接一對(duì)水平放置的金屬板，兩板間的距離為d，板長(zhǎng)l=3d．t=0時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從B0開(kāi)始均勻增加，同時(shí)，在金屬板的左側(cè)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以大小為v0的初速度沿兩板間的中線向右射入兩板間，恰好從下板的邊緣射出，忽略粒子的重力作用．求：
（1）粒子在板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程，兩板間的電勢(shì)差．
（2）粒子從兩板間離開(kāi)瞬間，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，光滑平行導(dǎo)軌僅其水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿b靜止在導(dǎo)軌的水平部分上，金屬桿a沿導(dǎo)軌的弧形部分從離地h處由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)中兩桿始終與軌道垂直并接觸良好且它們之間未發(fā)生碰撞，已知a桿的質(zhì)量ma=m0，b桿的質(zhì)量mb=
4
3
m0，且水平導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．
（1）a和b的最終速度分別是多大？
（2）整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少？
（3）若已知a、b桿的電阻之比Ra：Rb=3：4，其余電阻不計(jì)，則整個(gè)過(guò)程中a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，寬度為L(zhǎng)=0.2m的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值R=1Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=5T．一根質(zhì)量m=100g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的拉力拉動(dòng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度v=10m/s，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：
（1）在閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大�。�
（2）作用在導(dǎo)體棒上的拉力的大小．
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)30cm時(shí)撤去拉力，求：運(yùn)動(dòng)30cm和撤去拉力至棒停下來(lái)的整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.50m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=370，N、Q間連接一個(gè)電阻R=5.0Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置，金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)，其速度大小開(kāi)始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒沿導(dǎo)軌開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小；
（2）金屬棒達(dá)到cd處的速度大�。�
（3）金屬棒由位置ab運(yùn)動(dòng)到cd的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖甲所示，一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行粗糙導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)軌間距l(xiāng)=1m，左端之間用R=3Ω的電阻連接，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)．一根質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1Ω的導(dǎo)體桿靜置于兩導(dǎo)軌上，并與兩導(dǎo)軌垂直．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上．現(xiàn)用水平向右的拉力F拉導(dǎo)體桿，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，導(dǎo)體桿恰好做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．在0～2s內(nèi)拉力F所做的功為W=
68
3
J，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）導(dǎo)體桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）在0～2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量q；
（3）在0～2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

如圖所示，abcd是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長(zhǎng)方形線框，長(zhǎng)ad為寬ab的2倍，導(dǎo)體棒是用相同的電阻絲制成的，可在ad邊與bc邊上無(wú)摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)體棒與線框接觸良好，并與ad和bc分別交于M、N兩點(diǎn)，線框處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒與ab平行．當(dāng)導(dǎo)體棒MN由靠近ab邊處向cd邊勻速移動(dòng)的全過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．MN中電流先增大后減小
B．MN兩端電壓先增大后減小
C．MN上拉力的功率先減小后增大
D．矩形線框中消耗的電功率先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，一邊長(zhǎng)L=10cm的正方形金屬導(dǎo)體框abcd，從某一高度hm處開(kāi)始豎直向下自由下落，其下邊進(jìn)入只有水平上邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框平面保持與磁場(chǎng)垂直，線框底邊保持水平．已知正方形線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg，電阻R=0.02Ω，自下邊ab進(jìn)入磁場(chǎng)直到上邊cd也進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為止，整個(gè)線框恰好能夠保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）線框下落的高度h；
（2）線框在上述進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=lm，導(dǎo)軌平而與水平面成0=37°角，上、下端各連接一電阻，阻值分別為R1=4Ω、R2=6Ω．質(zhì)量為m=0.5kg，電阻為r=0.6Ω的金屬捧ab放在導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）．求：
（1）金屬棒下滑的最大速度；
（2）從ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電阻R2上產(chǎn)生的熱量Q=0.4J，求該過(guò)程中ab位移x的大�。�

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同步練習(xí)冊(cè)答案