兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L.導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示.兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計.在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行.開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0.若兩導(dǎo)體棒在運動中始終不接觸，求：
（1）在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？
（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?sub>時，cd棒的加速度是多少？
 
（1）
（2）
ab棒向cd棒運動時，兩棒和導(dǎo)軌構(gòu)成的回路面積變小，磁通量發(fā)生變化，于是產(chǎn)生感應(yīng)電流.ab棒受到與運動方向相反的安培力作用做減速運動，cd棒則在安培力作用下做加速運動.在ab棒的速度大于cd棒的速度時，回路總有感應(yīng)電流，ab棒繼續(xù)減速，cd棒繼續(xù)加速.兩棒速度達(dá)到相同后，回路面積保持不變，磁通量不變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩棒以相同的速度v做勻速運動.
（1）從初始至兩棒達(dá)到速度相同的過程中，兩棒總動量守恒，有
                               1
根據(jù)能量守恒，整個過程中產(chǎn)生的總熱量
                2
（2）設(shè)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?sub>時，cd棒的速度為v′，則由動量守恒可知
                          3
此時回路中的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流分別為
                            4       
                                    5
此時cd棒所受的安培力
                                    6
cd棒的加速度
                                      7
由以上各式，可得
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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：問答題

如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上，間距L＝0.2m，一端通過導(dǎo)線與阻值為R=1Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝0.5kg的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計.整個裝置處于豎直向上的大小為B＝0.5T的勻強磁場中.現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，金屬桿運動的v-t圖象如圖乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求：


（1）t＝10s時拉力的大小及電路的發(fā)熱功率.
（2）在0～10s內(nèi)，通過電阻R上的電量.
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如題18圖所示，在一磁感應(yīng)強度B＝0.5T的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為h＝0.1m的平行金屬導(dǎo)軌MN與PQ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計．在兩根導(dǎo)軌的端點N、Q之間連接一阻值R＝0.3Ω的電阻，導(dǎo)軌上跨放著一根長為L＝0.2m，每米長電阻r＝2.0Ω/m的金屬棒ab，金屬棒與導(dǎo)軌正交，交點為c、d。當(dāng)金屬棒以速度v＝4.0m/s向左做勻速運動時，試求：

（1）電阻R中的電流強度大小和方向；
（2）使金屬棒做勻速運動的外力；
（3）金屬棒c、d兩端點間的電勢差Ucd和a、b兩端點間
的電勢差Uab。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，由粗細(xì)均勻的電阻絲繞成的矩形導(dǎo)線框abcd固定于水平面上，導(dǎo)線框邊長="L," =2L，整個線框處于豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)線框上各段導(dǎo)線的電阻與其長度成正比，已知該種電阻絲單位長度上的電阻為，的單位是Ω/m．今在導(dǎo)線框上放置一個與ab邊平行且與導(dǎo)線框接觸良好的金屬棒MN,MN的電阻為r，其材料與導(dǎo)線框的材料不同．金屬棒MN在外力作用下沿x軸正方向做速度為v的勻速運動，在金屬棒從導(dǎo)線框最左端（該處x=0)運動到導(dǎo)線框最右端的過程中：
(1)請寫出金屬棒中的感應(yīng)電流I隨x變化的函數(shù)關(guān)系式；
(2)試證明當(dāng)金屬棒運動到bc段中點時，MN兩點間電壓最大，并請寫出最大電壓Um的表達(dá)式；
(3)試求出在此過程中，金屬棒提供的最大電功率Pm；
(4)試討論在此過程中，導(dǎo)線框上消耗的電功率可能的變化情況．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，邊長為L＝2m的正方形導(dǎo)線框ABCD和一金屬棒MN由粗細(xì)相同的同種材料制成，每米長電阻為R0＝1/m，以導(dǎo)線框兩條對角線交點O為圓心，半徑r＝0.5m的勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度為B＝0.5T，方向垂直紙面向里且垂直于導(dǎo)線框所在平面，金屬棒MN與導(dǎo)線框接觸良好且與對角線AC平行放置于導(dǎo)線框上。若棒以v＝4m/s的速度沿垂直于AC方向向右勻速運動，當(dāng)運動至AC位置時，求（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）：
（1）棒MN上通過的電流強度大小和方向；
（2）棒MN所受安培力的大小和方向。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，用一根長為L質(zhì)量不計的細(xì)桿與一個上弧長為、下弧長為d0的金屬線框的中點聯(lián)結(jié)并懸掛于O點，懸點正下方存在一個上弧長為2l0、下弧長為2d0的方向垂直紙面向里的勻強磁場，且d0《L。先將線框拉開到如圖4所示位置，松手后讓線框進(jìn)入磁場，忽略空氣阻力和摩擦。下列說法正確的是
A．金屬線框進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流的方向為：a→b→c→d→a
B．金屬線框離開磁場時感應(yīng)電流的方向為：a→d→c→b→a
C．金屬線框dc邊進(jìn)入磁場與ab邊離開磁場的速度大小總是相等
D．金屬線框最終將在磁場內(nèi)做簡諧運動
 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖13所示，在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個匝數(shù)匝的圓形線圈，其總電阻、總質(zhì)量、半徑．如果向下輕推一下此線圈，則它剛好可沿斜面勻速下滑現(xiàn)在將線圈靜止放在斜面上后．在線圈的水平直徑以下的區(qū)域中，加上垂直斜面方向的，磁感應(yīng)強度大小按如圖14所示規(guī)律變化的磁場（提示：通電半圓導(dǎo)線受的安培力與長為直徑的直導(dǎo)線通同樣大小的電流時受的安培力相等）問：
小題1:剛加上磁場時線圈中的感應(yīng)電流大小?
小題2:從加上磁場開始到線圈剛要運動，線圈中產(chǎn)生的熱量?（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，，，取．）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

正方形閉合金屬線框，邊長為a，質(zhì)量為m，電阻為R，在豎直平面內(nèi)以水平初速度在垂直于框面的水平磁場中，運動一段時間后速度恒定為v，運動過程中總有兩條邊處在豎直方向，即線框不轉(zhuǎn)動，如圖所示。已知磁場的磁感應(yīng)強度在豎直方 向按規(guī)律逐漸增大，k為常數(shù)。試求水平初速度的大小。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示,固定的正方形閉合導(dǎo)線框abcd處于垂直線框平面向里的勻強磁場中,一根金屬桿ef靠近ab平行放置在導(dǎo)線框上,在垂直ef桿且沿線框平面的拉力F作用下,ef桿沿導(dǎo)線框向cd邊勻速滑動,滑動中ef桿始終與ab邊平行,且與導(dǎo)線框接觸良好.若ef桿與導(dǎo)線框間的摩擦不計,ef桿與導(dǎo)線框每個邊的電阻都相同,則在勻速滑動過程中(    )
A．ef桿中的電流先變大后變小
B．ef桿兩端電勢差先變小后變大
C．拉力F的瞬時功率先變大后變小
D．導(dǎo)線框abcd消耗的電功率先變大后變小

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