如圖所示（俯視圖），相距為2L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一部分處在以為右邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)大小為B，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)軌右側(cè)接有定值電阻R，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在距邊界為L(zhǎng)處垂直導(dǎo)軌放置一質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab。求解以下問題：

（1）若金屬桿ab固定在導(dǎo)軌上的初始位置，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時(shí)間t內(nèi)由B均勻減小到0，求此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
（2）若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，金屬桿ab在恒力的作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)3L的距離，其圖象如圖乙所示。
求：①金屬桿ab在剛要離開磁場(chǎng)時(shí)加速度的大�。�
②此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

（1）（2）①；

解析試題分析：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
所以電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為，
（2）①ab桿從L到3L的過程中，由動(dòng)能定理得，
ab桿剛要離開磁場(chǎng)時(shí)，由牛頓第二定律可得，
由以上兩式可得，
②由動(dòng)能定理可得，，所以
考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律；牛頓定律及動(dòng)能定理。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

在升降機(jī)內(nèi)，一個(gè)人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20％，則他的運(yùn)動(dòng)可能以    (填大小)的加速度向上      （填“加速”或“減速”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為10 t的機(jī)車從停車場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)225m后，速度達(dá)到54km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛125m才停在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個(gè)豎直放置的半徑為R=0.50m的絕緣光滑槽軌。槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T。有一個(gè)質(zhì)量m=0.10g、帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)。若小球恰好能通過最高點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小球在最高點(diǎn)所受的洛倫茲力F；
（2）小球的初速度v0。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

在一半徑r=5×108m的某星球的表面做一實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示，在一粗糙的水平面上放置一半圓形的光滑豎直軌道，半圓形軌道與水平面相切。一質(zhì)量為m=1kg的小物塊Q（可視為質(zhì)點(diǎn)）在一水平向右的力F=2N作用下從A由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，作用一段時(shí)間t后撤掉此力，物體在水平面上再滑動(dòng)一段距離后滑上半圓形軌道。若到達(dá)B點(diǎn)的速度為m/s時(shí)，物體恰好滑到四分之一圓弧D處。已知A、B的距離L=3.0m，小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，半圓形軌道半徑R=0.08m。

（1）求該星球表面的重力加速度g和該星球的第一宇宙速度v1；
（2）若物體能夠到達(dá)C點(diǎn)，求力F作用的最智囊距離x。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(12分)如圖所示，在傾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域MNPQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為5T，磁場(chǎng)寬度d＝0.55m，有一邊長(zhǎng)L＝0.4m、質(zhì)量m1＝0.6kg、電阻R＝2Ω的正方形均勻?qū)w線框abcd通過一輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量為m2＝0.4kg的物體相連，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，物體到定滑輪的距離足夠長(zhǎng)．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)線框abcd還未進(jìn)入磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線中的拉力為多少？
(2)當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求線框剛釋放時(shí)ab邊距磁場(chǎng)MN邊界的距離x多大？（3）在（2）問的條件下，若cd邊恰好離開磁場(chǎng)邊界PQ時(shí)，速度大小為2m/s，求整個(gè)過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（11分）如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h，與圖示電路相連，金屬板厚度不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng)。p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面。質(zhì)量為m、電荷量為- q（q > 0）的靜止粒子被發(fā)射裝置（圖中未畫出）從O點(diǎn)發(fā)射，沿P板上表面運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后到達(dá)K孔，不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間。粒子視為質(zhì)點(diǎn)，在圖示平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。

（1）求發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功；
（2）電路中的直流電源內(nèi)阻為r，開關(guān)S接“1”位置時(shí)，進(jìn)入板間的粒子落在h板上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與過K孔豎直線的距離為l。此后將開關(guān)S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度；
（3）若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開關(guān)S接“l(fā)”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時(shí)在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0～Bm=范圍內(nèi)選�。�，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時(shí)速度方向與b板板面夾角的所有可能值（可用反三角函數(shù)表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)，已知圓弧所在處場(chǎng)強(qiáng)為E0，方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計(jì)。

（1）求圓弧虛線對(duì)應(yīng)的半徑R的大小；
（2）若離子恰好能打在NQ的中點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，
求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

兩根固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，一端接有阻值為R=4Ω的電阻，處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．在導(dǎo)軌上垂直導(dǎo)軌跨放質(zhì)量m=0.5kg的金屬直桿，金屬桿的電阻為r=1Ω，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)．金屬桿在垂直桿F=0.5N的水平恒力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻R上的電功率是P=4W.

⑴求通過電阻R的電流的大小和方向；
⑵求金屬桿的速度大�。�
⑶某時(shí)刻撤去拉力，當(dāng)電阻R上的電功率為時(shí)，金屬桿的加速度大小、方向.

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