（12分）如圖甲所示，在一對(duì)平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R=4Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，質(zhì)量為m=0.2kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.0m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌，使其從靠近電阻處由靜止開(kāi)始下滑，已知導(dǎo)體棒電阻為r=1Ω，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒下滑過(guò)程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ
（2）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）若靠近電阻處到底端距離為S=7.5m，ab棒在下滑至底端前速度已達(dá)5m/s，求ab棒下滑到底端的整個(gè)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

（1） （2）1T （3）4J

解析試題分析：（1）設(shè)剛開(kāi)始下滑時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a1，則a1=5
 得：
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒的加速度為零時(shí)，開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v0，導(dǎo)體棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I，由乙圖知，勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0=5
此時(shí)，，，
聯(lián)立得：
（4）設(shè)ab棒下滑過(guò)程，產(chǎn)生的熱量為Q，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR，則
，
考點(diǎn)：本題考查電磁感應(yīng)、能量守恒

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如右圖所示，A、B是兩根互相平行的、固定的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線，二者電流大小和方向都相同．一個(gè)矩形閉合金屬線圈與A、B在同一平面內(nèi)，并且ab邊保持與通電導(dǎo)線平行，線圈從圖中的位置1勻速向左移動(dòng)，經(jīng)過(guò)位置2，最后到位置3，其中位置2恰在A、B的正中間，則下面的說(shuō)法中正確的是(　　)

A．在位置2這一時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為最大
B．在位置2這一時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零
C．從位置1到位置3的整個(gè)過(guò)程中，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變化
D．從位置1到位置3的整個(gè)過(guò)程中，線圈受到的磁場(chǎng)力的方向保持不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒AB的在金屬框架上以的速度向右滑動(dòng)，已知導(dǎo)體棒長(zhǎng)為，電阻為，，其他電阻不計(jì)，則導(dǎo)體棒端點(diǎn)上的電壓大小是          V, 電壓高的點(diǎn)是______（A或B）

 

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（16分）如圖所示，兩平行導(dǎo)軌間距，足夠長(zhǎng)光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接，傾斜部分與水平面的夾角，垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，水平部分沒(méi)有磁場(chǎng)，金屬桿質(zhì)量，電阻Ω，運(yùn)動(dòng)中與導(dǎo)軌始終接觸良好，并且垂直于導(dǎo)軌。電阻Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒從斜面上距底面高以上的任何地方由靜止釋放后，在水平面上滑行的最大距離，取，求：

（1）金屬棒在斜面上的最大運(yùn)動(dòng)速度；
（2）金屬棒與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因素；
（3）若金屬棒從高度處由靜止釋放，電阻產(chǎn)生的熱量.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距為L(zhǎng)1＝1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ＝30°角，上端連接阻值R＝1.5Ω的電阻；質(zhì)量為m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的勻質(zhì)金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，距離導(dǎo)軌最上端為L(zhǎng)2＝4m，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個(gè)裝置處于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。（g=10m/s2）

（1）保持ab棒靜止，在0～4s內(nèi)，通過(guò)金屬棒ab的電流多大？方向如何？
（2）為了保持ab棒靜止，需要在棒的中點(diǎn)施加了一平行于導(dǎo)軌平面的外力F，求當(dāng)t＝2s時(shí)，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金屬棒將由靜止開(kāi)始下滑，這時(shí)用電壓傳感器將R兩端的電壓即時(shí)采集并輸入計(jì)算機(jī)，在顯示器顯示的電壓達(dá)到某一恒定值后，記下該時(shí)刻棒的位置，測(cè)出該位置與棒初始位置相距2.4m，求金屬棒此時(shí)的速度及下滑到該位置的過(guò)程中在電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用如圖（a）所示的裝置，它是由一塊安裝在列車頭底部的強(qiáng)磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量?jī)x組成的（測(cè)量?jī)x未畫(huà)出）。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，就能求出列車在各位置的速度和加速度。假設(shè)磁體端部磁感強(qiáng)度為B=0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面垂直，磁體寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n=5，長(zhǎng)L=0.2m，電阻0.4Ω（包括引線電阻），測(cè)試記錄下來(lái)的電流-位移圖象如圖（b）所示。


試求：⑴在離O（原點(diǎn)）30m，130m處列車的速度v1和v2的大�。虎萍僭O(shè)列車是勻變速運(yùn)動(dòng)，求列車加速度的大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬框，質(zhì)量為m，電阻為R，用細(xì)線把它懸掛于一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊緣，金屬框的上半部處于磁場(chǎng)內(nèi)，下半部處于磁場(chǎng)外．磁場(chǎng)隨時(shí)間變化規(guī)律為B＝kt(k>0)，已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg，求：

⑴線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大��；
⑵細(xì)繩拉力最大時(shí)，導(dǎo)體棒受到的安培力大��；
⑶從t＝0開(kāi)始直到細(xì)線會(huì)被拉斷的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，金屬桿放在光滑的水平金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌組成閉合矩形電路，長(zhǎng)寬 回路總電阻回路處在豎直向上的磁場(chǎng)中，金屬桿用水平繩通過(guò)定滑輪連接質(zhì)量的木塊，磁感應(yīng)強(qiáng)度從開(kāi)始隨時(shí)間均勻增強(qiáng)，5s末木塊將離開(kāi)水平面，不計(jì)一切摩擦，g取，求回路中的電流強(qiáng)度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根豎直放置在絕緣面上的金屬框架．框架的上端接有電容為C的電容器．框架上有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無(wú)摩擦，棒離桌面高度為h.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直，開(kāi)始時(shí)電容器不帶電．自靜止起將棒釋放，求棒從釋放到落到地面所需要的時(shí)間？

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