如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為、足夠長(zhǎng)且電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌平面的傾角為，條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長(zhǎng)度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未圖出）。線框的邊長(zhǎng)為d（d <），電阻為R，下邊與磁場(chǎng)區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒恰好運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)區(qū)域下邊界處返回，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。
求：（1）裝置從釋放到開始返回的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（2）線框第一次穿越磁場(chǎng)區(qū)域所需的時(shí)間t1；
（3）經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，線框上邊與磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的最大距離。
見解析
(1)設(shè)裝置由靜止釋放到導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)下邊界的過程中，作用在線框上的安培力做功為W
由動(dòng)能定理 
且 
解得 
（2）設(shè)線框剛離開磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度為，則接著向下運(yùn)動(dòng) 
由動(dòng)能定理  
裝置在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)  =Bd
感應(yīng)電流    =
安培力      
由牛頓第二定律，在t到t+時(shí)間內(nèi)，有
則
有
解得  
（3）經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，線框在磁場(chǎng)下邊界與最大距離之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)
由動(dòng)能定理  
解得   
練習(xí)冊(cè)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







（1）在上述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體棒ab中的電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（2）如果導(dǎo)體棒從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在這一過程中回路產(chǎn)生的電熱是多少？
（3）斷開開關(guān)S后，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑一段距離后，通過導(dǎo)體棒ab的電量為q，求這段距離是多少?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

一金屬圓盤圓心恰好處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界上，如圖，當(dāng)其沿桌面向右滾動(dòng)時(shí)，金屬圓盤中_____________ (填“會(huì)”或“不會(huì)”)產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓心處電勢(shì)比邊緣電勢(shì)_____________。(填“高”“低”或“相等”）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖12－3－11所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定的金屬框架ABC，導(dǎo)線棒DE在框架ABC上沿圖示方向勻速平移，框架和導(dǎo)體材料相同，接觸電阻不計(jì)，則（     ）
A．電路中感應(yīng)電流保持一定B．電路中的磁通量的變化率一定
C．電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定D．DE棒受到的拉力一定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，一個(gè)半徑為L(zhǎng)的半圓形硬導(dǎo)體ab在豎直U型框架上釋放

從靜止，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路電阻為R，半圓形硬導(dǎo)體ab的
質(zhì)量為m，電阻為r，重力加速度為g，其余電阻不計(jì)，
小題1:當(dāng)半圓形硬導(dǎo)體ab的速度為時(shí)（未達(dá)到最大速度），
求ab兩端的電壓；
小題2:求半圓形硬導(dǎo)體ab所能達(dá)到的最大速度.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，將電阻為R的正方形金屬圈從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向右勻速拉出，則
A．以大的速度拉出比較費(fèi)力B．以小的速度拉出比較費(fèi)力
C．拉出時(shí)金屬圈中的電流為逆時(shí)針方向D．拉出時(shí)金屬圈所受所安培力不做功

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，圖中兩條平行虛線間存有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為2L，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里．a(chǎn)bcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為2L且相互垂直，bc邊長(zhǎng)為2L，t=0時(shí)刻，c點(diǎn)與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界重合．現(xiàn)使線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域．取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿過磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能是（　�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＞L ）的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以某一初速度向右運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)導(dǎo)線框的的右邊恰與磁場(chǎng)的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進(jìn)入并通過磁場(chǎng)區(qū)域。下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是
A．
B．
C．
D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如右圖所示，MN右側(cè)有一正三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（邊緣磁場(chǎng)忽略不計(jì)），上邊界與MN垂直�，F(xiàn)有一與磁場(chǎng)邊界完全相同的三角形導(dǎo)體框，從MN左側(cè)垂直于MN勻速向右運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體框穿過磁場(chǎng)過程中所受安培力F的大小隨時(shí)間變化的圖象以及感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象正確的是（取逆時(shí)針電流為正）

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