（14分）如圖甲所示，電阻不計(jì)的“”形光滑導(dǎo)體框架水平放置，導(dǎo)體框處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，有一導(dǎo)體棒AC橫放在框架上且與導(dǎo)體框架接觸良好，其質(zhì)量為m=0．2kg，電阻為R=0．8，現(xiàn)用絕緣輕繩拴住導(dǎo)體棒，輕繩的右端通過光滑的定滑輪繞在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，左端通過另一光滑的定滑輪與物體D相連，物體D的質(zhì)量為M=0．2kg，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=1。接通電路后電壓表的讀數(shù)恒為U=10V,電流表讀數(shù)恒為I=1A，電動(dòng)機(jī)牽引原來靜止的導(dǎo)體棒AC平行于EF向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)位移x隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，其中OM段為曲線，MN段為直線。（取g=10m/s2）求：

（1）電動(dòng)機(jī)的輸出功率；
（2）導(dǎo)體框架的寬度； 
（3）導(dǎo)體棒在變速運(yùn)動(dòng)階段產(chǎn)生的熱量。
（1）（2）（3）

試題分析：（1）電動(dòng)機(jī)為非純電阻電路，電動(dòng)機(jī)總功率
電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻發(fā)熱的功率
那么電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率
（2）位移時(shí)間圖像的斜率代表速度，后導(dǎo)體棒AC為勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度。
設(shè)導(dǎo)軌寬度為L，則有導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力
拉動(dòng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的拉力
根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出功率有
計(jì)算得
（3）根據(jù)位移時(shí)間圖像可知，變速階段初始度為0，末速度為
此過程電動(dòng)機(jī)做功轉(zhuǎn)化為D的重力勢能以及D和導(dǎo)體棒的動(dòng)能還有克服安培力做功即焦耳熱。
所以有
其中
帶入計(jì)算得
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4-4所示，金屬桿在離地高處從靜止開始沿弧形軌道下滑，導(dǎo)軌平行的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場B，水平部分導(dǎo)軌上原來放有一根金屬桿b，已知桿的質(zhì)量為，b桿的質(zhì)量為水平導(dǎo)軌足夠長，不計(jì)摩擦，求：

小題1:（1）和b的最終速度分別是多大？
小題2:（2）整個(gè)過程中回路釋放的電能是多少？
小題3:（3）若已知、b桿的電阻之比，其余電阻不計(jì)，
整個(gè)過程中，、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

理論研究表明，無限長通電直導(dǎo)線磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可用公式表示，公式中的k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流強(qiáng)度、r是該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離。若兩根相距為L的無限長通電直導(dǎo)線垂直x軸平行放置，電流強(qiáng)度均為I，如圖所示。能正確反映兩導(dǎo)線間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與x關(guān)系的是圖中的（規(guī)定B的正方向垂直紙面向里）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，沿水平面固定一個(gè)V字型金屬框架CAD，已知∠A=θ，導(dǎo)體棒EF在框架上從A點(diǎn)開始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v勻速向右平移，使導(dǎo)體棒和框架始終構(gòu)成等腰三角形回路。已知框架和導(dǎo)體棒的材料和橫截面積均相同，其單位長度的電阻均為R，框架和導(dǎo)體棒均足夠長，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)中始終與磁場方向垂直，且與框架接觸良好。關(guān)于回路中的電流I和消耗的電功率P隨時(shí)間t變化關(guān)系的下列四個(gè)圖象中可能正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的 正方形均勻?qū)Ь�框CDEF從圖示位置開始沿x軸正以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在乙圖中給出的線框E、F兩端的電壓UEF與線框移動(dòng)距離的關(guān)系的圖象正確的是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，寬度為L＝0.2 m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R＝1.0 Ω的電阻．導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.2 T．一根質(zhì)量為m＝10 g的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計(jì)．現(xiàn)用垂直MN的水平拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒使其沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v＝5.0 m/s，在運(yùn)動(dòng)過程中保持導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌垂直．求：

(1)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流I的大小
(2)作用在導(dǎo)體棒上拉力F的大小
(3)當(dāng)導(dǎo)體棒移動(dòng)50 cm時(shí)撤去拉力，求整個(gè)過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，ABCD為固定的水平光滑矩形金屬導(dǎo)軌，AB間距離為L，左右兩端均接有阻值為R的電阻，處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，甲、乙兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端均與MN棒中點(diǎn)固定連接，另一端均被固定，MN棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，導(dǎo)軌與MN棒的電阻均忽略不計(jì).初始時(shí)刻，兩彈簧恰好處于自然長度，MN棒具有水平向左的初速度v0，經(jīng)過一段時(shí)間，MN棒第一次運(yùn)動(dòng)至最右端，這一過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則（   ）
A．初始時(shí)刻棒受到安培力大小為
B．從初始時(shí)刻至棒第一次到達(dá)最左端的過程中，整個(gè)回路產(chǎn)生焦耳熱小于
C．當(dāng)棒再次回到初始位置時(shí)，AB間電阻R的功率小于
D．當(dāng)棒第一次到達(dá)最右端時(shí)，甲彈簧具有的彈性勢能為mv20-Q

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如下圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，有邊長為a的正方形金屬線框abcd，其一條對角線ac和y軸重合、頂點(diǎn)a位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處．在y軸的右側(cè)的I、IV象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的上邊界與線框的ab邊剛好完全重合，左邊界與y軸重合，右邊界與y軸平行．t＝0時(shí)刻，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎较�，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i、ab間的電勢差Uab隨時(shí)間t變化的圖線是下圖中的

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻為t＝0，在圖8所示的圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是�。ā　　　。�

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