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(12分)如图所示,足够长的光滑导轨abcd固定在竖直平面内,导轨间距为lbc两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、有效电阻值为R,杆与abcd保持良好接触。整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆从静止开始做加速度为的匀加速运动,g为重力加速度,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:
⑴导体杆上升h高度的过程中通过电阻的电量;
⑵设导体杆从=0时刻由静止开始运动,试推导出导体杆所受拉力随时间变化的关系式。
(1)(2)

 

 
(1)感应电量                (1分)

根据闭合电路的欧姆定律       (1分)
根据电磁感应定律,得        (2分)
              (2分)
(2)设ef上升到时,速度为、拉力为F,根据运动学公式,得
                  (1分)
根据牛顿第二定律,得
             (2分)
根据闭合电路的欧姆定律,得
                       (1分)       
综上三式,得   (2分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

日光灯镇流器的作用有
A.启动器动、静片接触时,镇流器产生瞬时高压
B.正常工作时,镇流器降压限流保证日光灯正常工作
C.正常工作时,使日光灯管的电压稳定在220V
D.正常工作时,不准电流通过日光灯管

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

如图所示,将边长为L、总电阻为R的正方形闭合线圈,从磁感强度为B的匀强磁场中以速度v匀速拉出(磁场方向,垂直线圈平面)

(1)所用拉力F=        .    
(2)拉力F做的功W=         
(3)拉力F的功率PF       
(4)线圈发热的功率P        

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

16分)如图甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界OM水平,以O点为坐标原点,OM为x轴,竖直向下为y轴,磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B=ky变化,k为大于零的常数。一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置静止释放,运动过程中线框经络在同一竖直平面内,当线框下降h0(h0<L)高度时达到最大速度,线框cd边进入磁场时开始做匀速运动,重力加速度为g。求:
(1)线框下降h0高度时速度大小v1和匀速运动时速度大小v2
(2)线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能ΔE;
(3)若将线框从图示位置以水平向右的速度v0抛出,在图乙中大致画出线框上a点的轨迹。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图是一种磁动力电梯示意图。在竖直方向有两组很长的平行轨道PQMN,轨道间有水平方向、交替排列的匀强磁场B1B2B1=B2=1.0T,B1B2的方向相反,两磁场始终竖直向上做匀速直线运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(图中轿厢未画出)并与之绝缘。已知电梯满载时连同金属框的总质量为2.35×103kg,所受阻力f=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd=2.0m,两磁场的竖直宽度均与金属框的高Lad相同,金属框整个回路的电阻R=2.0×10-3Ω,取g=10m/s2。假如设计要求电梯满载时能以v1=3.0m/s的速度匀速上升,求:

(1)图示时刻(ab边在磁场B1中,dc边在磁场B2中)金属框中感应电流的大小及方向(方向用顺时针或逆时针表示);
(2)磁场向上运动速度v0的大小;
(3)该电梯满载以速度v1向上匀速运动时所消耗的总功率。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个边长为L的正方形导线框在倾角为θ的光滑固定斜面上由静止开始沿斜面下滑,随后进入虚线下方方向垂直于斜面的匀强磁场中。如图所示,磁场的上边界线水平,线框的下边ab边始终水平,斜面以及下方的磁场往下方延伸到足够远。下列推理、判断正确的是(   )
A.线框进入磁场过程b点的电势比a点高
B.线框进入磁场过程一定是减速运动
C.线框中产生的焦耳热一定等于线框减少的机械能
D.线框从不同高度下滑时,进入磁场过程中通过线框导线横截面的电量一样

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABCD固定在水平面内(整个框架电阻忽略不计),AB与CD平行且足够长,BC与CD夹角,粗细均匀的光滑导体棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度V向右匀速运动,
导体棒在滑动过程中始终与金属框架接触良好,经过C点瞬间作为计时起点,下列关于电路中电流大小I与时间t、导体棒消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是(   )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如下图甲所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α,导轨电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上,长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨电接触良好,金属棒的质量为m、电阻为R,另有一条纸带固定金属棒ab上,纸带另一端通过打点计时器(图中未画出),且能正常工作。在两金属导轨的上端连接右端电路,灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,电阻箱电阻调到使R2=12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,同时接通打点计时器的电源,打出一条清晰的纸带,已知相邻点迹的时间间隔为T,如下图乙所示,试求:
小题1:求磁感应强度为B有多大?
小题2:当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中,整个电路产生的电热。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势,下面说法正(     )
A.当穿过线圈的磁通量最大时,感应电动势最小
B.当穿过线圈的磁通量最大时,感应电动势最大
C.当穿过线圈的磁通量是零时,感应电动势最小
D.当穿过线圈的磁通量是零时,感应电动势最大

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