（15 分）如圖甲，有兩根相互平行、間距為L(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌，它們的電阻忽略不計(jì)在MP之間接阻值為R 的定值電阻，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ。在efhg矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下、寬度為d 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 變化的規(guī)律如圖乙。在t =" 0" 時(shí)刻，一質(zhì)量為m 、電阻為r的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，從ab位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，t = t0時(shí)刻進(jìn)人磁場(chǎng)，此后磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0并保持不變。棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上的電流大小不變。求：

（1）0～t0時(shí)間內(nèi)流過電阻R 的電流I 大小和方向；
（2）金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）金屬棒從ab到ef 的運(yùn)動(dòng)過程中，電阻R 上產(chǎn)生的焦耳熱Q。

（1），方向是M→P；（2）；（3）。

解析試題分析：（1）0～t0時(shí)間內(nèi)，回路中的電流由磁場(chǎng)變化產(chǎn)生，由法拉第電磁感應(yīng)定律有
回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：    2分
由于電路的總電阻為R+r，則根據(jù)閉合電路歐姆定律： 2分
由于在0～t0時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度是增強(qiáng)的，即磁通量增大，故由楞次定律可得，回路產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，則流過電阻R的電流方向是M→P。         1分
（2）由題意可知，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)后電阻上電流保持不變，則金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)   1分
所受安培力為：        1分
對(duì)金屬棒進(jìn)行受力分析可得：      2分
解之得：     1分
（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)中有：      2分
導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：    1分
根據(jù)焦耳定律有：    2分
考點(diǎn)：電磁感應(yīng)定律，安培力的計(jì)算，受力分析，焦耳定律。

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：計(jì)算題

如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌CD與EF間距為L(zhǎng)="l" m，與水平夾角為=30o，導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線CE連接(導(dǎo)軌和連接線電阻不計(jì))，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一根電阻為R=1的金屬棒MN兩端有導(dǎo)電小輪擱在兩導(dǎo)軌上，棒上有吸水裝置P。取沿導(dǎo)軌向下為x軸正方向，坐標(biāo)原點(diǎn)在CE中點(diǎn)，開始時(shí)棒處在x=0位置(即與CE重合)，棒的起始質(zhì)量不計(jì)。當(dāng)棒自靜止起下滑時(shí)，便開始吸水，質(zhì)量逐漸增大，設(shè)棒質(zhì)量的增大與位移x的平方根成正比，即m=，k為一常數(shù)，k=0.1kg/m1/2。求：

(1)金屬棒下滑2 m位移過程中，流過棒的電荷量是多少?
(2)猜測(cè)金屬棒下滑過程中做的是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，并加以證明。
(3)金屬棒下滑2 m位移時(shí)速度為多大?

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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，由同種材料制成的單匝正方形閉合導(dǎo)線框abcd位于豎直平面內(nèi)，其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上邊界水平，并與線框的ab邊平行，磁場(chǎng)方向與線框平面垂直。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線框質(zhì)量為m，電阻為R。線框從磁場(chǎng)上方某高度處，由靜止開始下落，恰能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。求：

（1）當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度大�。�
（2）線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量；
（3）分析線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖所示，固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ，間距為L(zhǎng)，其右端接有阻值為R的電阻和理想交流電壓表，整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．導(dǎo)體棒ef垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒接入電路的電阻為r，其它電阻不計(jì)，現(xiàn)讓導(dǎo)體棒在ab、cd之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的關(guān)系為（vm和T已知）．

（1）寫出導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，并求出電壓表的示數(shù)；
（2）求一個(gè)周期T內(nèi)R中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）若ab與cd的距離為x，求導(dǎo)體棒從ab滑到cd過程中通過電阻R的電量q．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在一傾角為37°的粗糙絕緣斜面上，靜止地放置著一個(gè)匝數(shù)n＝10匝的圓形線圈，其總電阻R＝3.14 Ω、總質(zhì)量m＝0.4 kg、半徑r＝0.4 m．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(qiáng)度大小按如下圖所示規(guī)律變化的磁場(chǎng)(提示：通電半圓導(dǎo)線受的安培力與長(zhǎng)為直徑的直導(dǎo)線通同樣大小的電流時(shí)受的安培力相等)問：
(1)剛加上磁場(chǎng)時(shí)線圈中的感應(yīng)電流大小I.
(2)從加上磁場(chǎng)開始到線圈剛要運(yùn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的熱量Q.(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有：

A．升壓變壓器的輸出電壓增大
B．降壓變壓器的輸出電壓增大
C．輸電線上損耗的功率增大
D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

如圖所示，一個(gè)匝數(shù)為N=100匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/秒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1：n2=10：1的變壓器給阻值R=20Ω的電阻供電，已知電壓表的示數(shù)為20V，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是（   ）

A．電阻R消耗的電功率為10W
B．穿過線圈平面的最大磁通量為Wb
C．t=0時(shí)刻流過線圈的電流不為零
D．t=0.0025s時(shí)刻穿過線圈平面的磁通量為Wb

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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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