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          如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形導(dǎo)線框ABCD、abcd的邊長均為l、電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m，它們分別系在一跨過兩個定滑輪的輕繩兩端，在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為2l、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直豎直面向里的勻強(qiáng)磁場．開始時ABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場的上邊界重合，abcd的上邊到勻強(qiáng)磁場的下邊界的距離為l．現(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)ABCD剛?cè)窟M(jìn)入磁場時，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動．不計摩擦和空氣阻力，求：
          （1）系統(tǒng)勻速運(yùn)動的速度大小．
          （2）兩線框從開始運(yùn)動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱．
          （3）線框abcd通過磁場的時間．
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          （1）如圖所示，設(shè)兩線框剛勻速運(yùn)動的速度為v、此時輕繩上的張力為T，則對ABCD有：T=2mg…①
          對abcd有：T=mg+BIl…②
          I=
          E
          R
          …③
          E=Blv…④
          則：v=
          mgR
          B2l2
          …⑤
          （2）設(shè)兩線框從開始運(yùn)動至等高的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱為Q，當(dāng)左、右兩線框分別向上、向下運(yùn)動2l的距離時，兩線框等高，對這一過程，由能量守恒定律有：4mgl=2mgl+
          1
          2
          3mv2+Q          …⑥
          解⑤⑥得：Q=2mgl-
          3m3g2R2
          2B4l4

          （3）線框abcd通過磁場時以速度v勻速運(yùn)動，設(shè)線框abcd通過磁場的時間為t則：t=
          3l
          v
          …⑦
          解⑤⑦得：t=
          3B2l3
          mgR

          答：（1）系統(tǒng)勻速運(yùn)動的速度大小
          mgR
          B2l2

          （2）兩線框從開始運(yùn)動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱Q=2mgl-
          3m3g2R2
          2B4l4

          （3）線框abcd通過磁場的時間：t=
          3B2l3
          mgR
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				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：多選題
			
          

						
          如圖，矩形線框abcd的ad和bc的中點M、N之間連接一電壓表，整個裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向與線框平面垂直，當(dāng)線框向右勻速平動時，以下說法正確的是（　�。�
          A．穿過線框的磁通量不變化，MN間無感應(yīng)電動勢
          B．MN這段導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動，MN間有電勢差
          C．MN間有電勢差，所以電壓表有讀數(shù)
          D．因為無電流通過電壓表，所以電壓表無讀數(shù)

          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
          

						
          關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有關(guān)說法正確的是（　�。�
          A．只要穿過閉合電路中的磁通量不為零，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
          B．穿過閉合電路中的磁通量減少，則電路中感應(yīng)電流就減小
          C．穿過閉合電路中的磁通量越大，則電路中的感應(yīng)電動勢越大
          D．穿過閉合電路的磁通量變化越快，閉合電路中感應(yīng)電動勢越大
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：單選題
			
          

						
          如圖所示，空間存在著與圓臺母線垂直向外的磁場，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，圓臺母線與豎直方向的夾角為θ．一個質(zhì)量為m、半徑為r的勻質(zhì)金屬環(huán)位于圓臺底部．環(huán)中通以恒定的電流I后圓環(huán)由靜止向上運(yùn)動，經(jīng)過時間t后撤去該恒定電流并保持圓環(huán)閉合，圓環(huán)上升的最大高度為H．已知重力加速度為g，磁場的范圍足夠大．在圓環(huán)向上運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（　�。�
          A．在時間t內(nèi)安培力對圓環(huán)做功為mgH
          B．圓環(huán)先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動
          C．圓環(huán)運(yùn)動的最大速度為
          2πRIrtcosθ
          m
          -gt
          D．圓環(huán)先有擴(kuò)張后有收縮的趨勢

          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
          

						
          如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的電阻，一質(zhì)量m=0.1kg，電阻r=0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)棒運(yùn)動的位移x=9m時速度達(dá)到6m/s，此時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1：Q2=2：1，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，求：
          （1）棒在勻加速運(yùn)動過程中，通過電阻R的電荷量q；
          （2）金屬棒MN做勻加速直線運(yùn)動所需外力隨時間變化的表達(dá)式；
          （3）外力做的功WF．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
          

						
          （A）兩根足夠長的光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計，上端接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C．有一個質(zhì)量為m、長度為L、電阻同也為R的導(dǎo)體棒ab，水平跨接在兩金屬導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好且可無摩擦地滑動．空間存在著垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B．導(dǎo)體棒在豎直向上的拉力作用下，以速度v勻速向上運(yùn)動，已知重力加速度為g，不計空氣的阻力．求：
          （1）拉力F的大��；
          （2）在ab向上運(yùn)動距離為h的過程中整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；
          （3）電容器左右兩板那一板帶正電，所帶的電荷量q為多少？
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：多選題
			
          

						
          如圖所示，光滑的“Π”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，質(zhì)量為m的金屬棒MN與框架接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2的有界勻強(qiáng)磁場方向相反，但均垂直于框架平面，分別處在abcd和cdef區(qū)域．現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN，金屬棒進(jìn)入磁場區(qū)域abcd后恰好做勻速運(yùn)動．下列說法正確的有（　�。�
          A．若B2=B1，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后將加速下滑
          B．若B2=B1，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后仍將保持勻速下滑
          C．若B2＜B1，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先加速后勻速下滑
          D．若B2＞B1，則金屬棒進(jìn)入cdef區(qū)域后可能先減速后勻速下滑

          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
          

						
          如圖所示，水平地面上方有一高度為H、上、下水平界面分別為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．矩形導(dǎo)線框ab邊長為l1，bc邊長為l2，導(dǎo)線框的質(zhì)量為m，電阻為R．磁場方向垂直于線框平面向里，磁場高度H＞l2．線框從某高處由靜止落下，當(dāng)線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時，線框的加速度方向向下、大小為
          3g
          5
          ；當(dāng)線框的cd邊剛離開磁場時，線框的加速度方向向上、大小為
          g
          5
          ．在運(yùn)動過程中，線框平面位于豎直平面內(nèi)，上、下兩邊總平行于PQ．空氣阻力不計，重力加速度為g．求：
          （1）線框的cd邊剛進(jìn)入磁場時，通過線框?qū)Ь�中的電流；
          （2）線框的ab邊剛進(jìn)入磁場時線框的速度大�。�
          （3）線框abcd從全部在磁場中開始到全部穿出磁場的過程中，通過線框?qū)Ь�橫截面的電荷量．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：不詳
				題型：問答題
			
          

						
          如圖所示，在水平面內(nèi)固定一光滑“U”型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L=1m，整個裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度B=0.5T．一導(dǎo)體棒以v0=2m/s的速度向右切割勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)體棒在回路中的電阻r=0.3Ω，定值電阻R=0.2Ω，其余電阻忽略不計．求：
          （1）回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
          （2）R上消耗的電功率；
          （3）若在導(dǎo)體棒上施加一外力F，使導(dǎo)體棒保持勻速直線運(yùn)動，求力F的大小和方向．
          

			
          

			
          
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