如圖，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長直導(dǎo)軌，間距為L=30cm，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=10T的勻強(qiáng)磁場中．一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左以v=8m/s做勻速直線運(yùn)動．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.64Kg、每邊電阻為r=10Ω、邊長為s=20cm的正方形金屬框abcd用一個插銷拴著，固定置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B=10T的勻強(qiáng)磁場垂直金屬框向里，不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b點(diǎn)的作用力，g=10m/s2求：
（1）通過ab邊的電流Iab
（2）導(dǎo)體桿ef所受外力F的大�。�
（3）通過計(jì)算說明，拔掉插銷后，金屬框abcd處于什么運(yùn)動狀態(tài)？
（1）ef棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=BLv=10×0.3×8=24（V）
ef棒相當(dāng)于電源，外電路是：ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后再與ab邊電阻并聯(lián)構(gòu)成，則電路的總電阻為：
R=
r?3r
r+3r
=
3
4
r=
3
4
×10Ω=7.5Ω
通過ef的電流為 I=
E
R
=
24
7.5
A=3.2A
則通過ab邊的電流Iab=
3
4
I=
3
4
×3.2A=2.4A
（2）由于導(dǎo)體桿ef做勻速直線運(yùn)動，所受外力F與安培力大小相等，則得：
F=BIL=10×3.2×0.3N=9.6N
（3）金屬框abcd所受的安培力的合力大小為：F合=BIabs+BIdcs=BIabs+B
1
3
Iabs=Bs（Iab+
1
3
Iab）=10×0.2×
4
3
×2.4N=6.4N=mg
所以拔掉插銷后，金屬框abcd處于靜止?fàn)顟B(tài)．
答：（1）通過ab邊的電流Iab是2.4A．（2）導(dǎo)體桿ef所受外力F的大小是9.6N．（3）拔掉插銷后，金屬框abcd處于靜止?fàn)顟B(tài)．
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：單選題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場和導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動，開始時電鍵S斷開，當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時間后閉合S，則從S閉合開始計(jì)時，ab桿的速度v與時間t的關(guān)系不可能是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的水平導(dǎo)體框架的寬度L=0.5m，電阻忽略不計(jì)，定值電阻
R=2Ω．磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻r=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，導(dǎo)體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運(yùn)動，（g取10m/s2）．求：
（1）導(dǎo)體棒在運(yùn)動過程中的最大速度V為多少？
（2）若導(dǎo)體捧從開始運(yùn)動到剛開始勻速運(yùn)動這一過程中滑行的位移為20米，求此過
程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過電阻R的電量q各為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域在x方向上的寬度為α，其右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為2B，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在x方向上的寬度也為α，一邊長為α、電阻為4R的正方形導(dǎo)線框ABCD在外力作用下，若從圖示位置沿+x方向以速度v勻速穿過兩磁場區(qū)域的過程中，則（　　）
A．導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流方向始終不變
B．外力方向開始沿+x方向，接著沿-x方向，再沿+x方向
C．外力對線框做功為
7B2α3v
2R
D．通過線框中的電量為
Ba2
R

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，豎直平面內(nèi)有一相距l(xiāng)的兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m的均勻金屬導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動，且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好，ab電阻為R，其它電阻不計(jì)．導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落，過一段時間后閉合電鍵S，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab仍作變速運(yùn)動，則在閉合電鍵S以后，下列說法是正確的是（　　）
A．導(dǎo)體棒ab變速運(yùn)動過程中加速度一定減小
B．導(dǎo)體棒ab變速運(yùn)動過程中加速度一定增大
C．導(dǎo)體棒ab最后作勻速運(yùn)動時，速度大小為v=
mgR
B2l2
D．若將導(dǎo)軌間的距離減為原來的
1
2
則導(dǎo)體棒ab最后作勻速運(yùn)動時，速度大小為v=
4mgR
B2l2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，有絕緣外皮的金屬導(dǎo)線框abcd放在水平光滑金屬導(dǎo)軌上，在磁場中向右運(yùn)動，勻強(qiáng)磁場垂直水平面向下，則G1表的指針______，G2表的指針______（填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L，導(dǎo)軌平面與水平面夾角α，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻為R，另有一條紙帶固定金屬棒ab上，紙帶另一端通過打點(diǎn)計(jì)時器（圖中未畫出），且能正常工作．在兩金屬導(dǎo)軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻RL=4R，定值電阻R1=2R，電阻箱電阻調(diào)到使R2=12R，重力加速度為g，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，同時接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源，打出一條清晰的紙帶，已知相鄰點(diǎn)跡的時間間隔為T，如圖乙所示，試求：

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度為B有多大？
（2）當(dāng)金屬棒下滑距離為S0時速度恰達(dá)到最大，求金屬棒由靜止開始下滑2S0的過程中，整個電路產(chǎn)生的電熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1，v2的速度沿光滑導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）勻速滑到a′b′位置，若v1：v2=1：2，則在這兩次過程中求：
（1）回路電流I1：I2=？
（2）產(chǎn)生的熱量Q1：Q2=？
（3）通過任一截面的電荷量q1：q2=？
（4）外力的功率P1：P2=？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，一導(dǎo)線AC以速度υ在金屬軌道DFEF上勻速滑動，向右通過一勻強(qiáng)磁場，金屬軌道EF間有電阻R，其余的電阻不計(jì)，則在通過此勻強(qiáng)磁場的過程中，下列物理量中與速度υ成正比的是：（　�。�
①導(dǎo)線AC中的感應(yīng)電流強(qiáng)度
②磁場作用于導(dǎo)線AC上的磁場力
③電阻R上所產(chǎn)生的電熱
④電阻R上所消耗的電功率．
A．①②B．①③C．②④D．③④

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