（9分）兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為,其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角.完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m="0.02" kg,電阻均為R="0.1" Ω,整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.2" T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止.取g="10" m/s2,問：

(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？
(2)棒ab受到的力F多大？
(3)棒cd每產(chǎn)生Q="0.1" J的熱量，力F做的功W是多少？
（1）1A 方向 d至c （2）0.2N   （3）0.4J

試題分析：(1)棒cd受到的安培力為
棒cd在共點(diǎn)力作用下平衡，則  Fcd=mgsin30°        (1分)
由①②式代入數(shù)值得：I="1" A         (1分)
根據(jù)楞次定律可知，棒cd中電流方向由d至c.   (1分)
(2)棒ab與棒cd受到的安培力大小相等，F(xiàn)ab=Fcd
對棒ab，由共點(diǎn)力平衡條件得：     (1分)
代入數(shù)據(jù)解得：F="0.2" N    (1分)
(3)設(shè)在時(shí)間t內(nèi)棒cd產(chǎn)生Q="0.1" J熱量，由焦耳定律知Q=I2Rt   (1分)
設(shè)棒ab勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢
由閉合電路歐姆定律可知            (1分)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知，在時(shí)間t內(nèi)，棒ab沿導(dǎo)軌的位移  x=vt      則力F做的功W=Fx （1分）
聯(lián)立以上各式，代入數(shù)值解得：W="0.4" J      （1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(jì)算題

如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1 m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2 T，線圈的電阻為2 Ω，它的引出線接有8 Ω的小電珠L（可以認(rèn)為電阻為定值）。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過電珠。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)（x取向右為正），求：

（1）線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I的大小，并在圖丁中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像（在圖甲中取電流由C向上流過電珠L到D為正）；
（2）每一次推動(dòng)線圈運(yùn)動(dòng)過程中作用力F的大小；
（3）該發(fā)電機(jī)的輸出功率P（摩擦等損耗不計(jì)）；

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

水平放置的平行金屬框架L=0.2m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒ab放在框架上，并且與框架的兩個(gè)邊垂直。整個(gè)裝置放于方向豎直向下、B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示。金屬棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)。電路中除R=0.05外，其他電阻、摩擦阻力均不考慮。求：

① ab速度是5m/s時(shí)，棒的加速度是多大？
② 當(dāng)ab棒達(dá)到最大速度后，撤去外力F，此后感應(yīng)電流還能產(chǎn)生多少熱量？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場.若第一次用0.2 s時(shí)間拉出，外力做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q1；第二次用0.6 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電荷量為q2，則W1      W2, q1       q2 。（兩空均選填“>” “<” “=”）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域，寬度都為L，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都是B，方向如圖所示。由均勻?qū)Ь�制成單匝正方形閉合線框，邊長為L。閉合線框從左向右勻速穿過與線框平面垂直的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域，規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎较�，則線框從位置I運(yùn)動(dòng)到位置II的過程中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，金屬棒ab、cd均通過棒兩端的環(huán)套在金屬導(dǎo)軌上．噓線上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線下方有豎直向下的勻強(qiáng)磁場．ab、cd棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，兩棒總電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．開始兩棒均靜止在圖示位置，當(dāng)cd棒無初速釋放時(shí)，對ab棒施加豎直向上的力F，沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．則
A．ab棒中的電流方向由b到a
B．cd棒先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)
C．cd棒所受摩擦力的最大值等于cd棒的重力
D．力F做的功等于兩金屬棒產(chǎn)生的電熱與增加的機(jī)械能之和

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌，左端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置。今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其通過位置a、b時(shí)，速率分別為va、vb，到位置c時(shí)棒剛好靜止，設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì)，a到b與b到c的間距相等，則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個(gè)過程中(    )
A．回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等
B．棒運(yùn)動(dòng)的加速度相等
C．安培力做功相等
D．通過棒橫截面的電量相等

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，間距l(xiāng)＝0.4m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角＝30°，正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，方向垂直于斜面．甲乙兩金屬桿電阻R相同、質(zhì)量均為m＝0.02kg，垂直于導(dǎo)軌放置．起初，甲金屬桿處在磁場的上邊界ab上，乙在甲上方距甲也為l處．現(xiàn)將兩金屬桿同時(shí)由靜止釋放，并同時(shí)在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的拉力F，使甲金屬桿始終以a＝5m／s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng)，已知乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，則(      )
A．每根金屬桿的電阻 R＝0.016
B．甲金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是0.4s
C．甲金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中F的功率逐漸增大
D．乙金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中安培力的功率是0.1W

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)達(dá)到最大值vm，則      (       )
A．如果B增大，vm將變大
B．如果α增大，vm將變大
C．如果R增大，vm將變大
D．如果m減小，vm將變大

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