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    如图所示，金属框架与水平面成30°角，匀强磁场的磁感强度B=0.4T，方向垂直框架平面向上，金属棒长，重量为0.1N，可以在框架上无摩擦地滑动，棒与框架的总电阻为，运动时可认为不变，问：

    (1)要棒以的速度沿斜面向上滑行，应在棒上加多大沿框架平面方向与导轨平行的外力？
    (2)当棒运动到某位置时，外力突然消失，棒将如何运动？
    (3)棒匀速运动时的速度多大？
    (4)达最大速度时，电路的电功率多大？重力的功率多大？
    （1）（2）先减速到零，后又反向加速，直至再次达到平衡时匀速运动（3）2.5m/s（4） 

    试题分析：（1）金属棒受力如图所示，则有


    其中


    联立以上各式并带入数据解得
    (2)撤去外力后，金属棒先减速到零，后又反向加速，直至再次达到平衡时匀速运动。
    （3）平衡时受力如图所示，则有





    联立以上各式解得

    (4)电路的电功率为
    重力的功率为
    点评：本题综合性较强，结合安培力特点考查了物体的平衡，注意公式F=BIL的应用条件，以及公式中各个物理量的含义．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，由同种材料制成的单匝正方形闭合导线框abcd位于竖直平面内，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知磁场的磁感应强度为B，线框边长为L，线框质量为m，电阻为R。线框从磁场上方某高度处，由静止开始下落，恰能匀速进入磁场区域。求：

    （1）当ab边刚进入磁场时，线框的速度大小；
    （2）线框在进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量；
    （3）分析线框进入磁场过程中的能量转化情况。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，M′MNN′为放置在粗糙绝缘水平面上的U型金属框架，MM′和NN′相互平行且足够长，间距l=0.40m，质量M=0.20kg。质量m=0.10kg的导体棒ab垂直于MM′和NN′放在框架上，导体棒与框架的摩擦忽略不计。整个装置处于竖直向下的匀磁场中，磁感应强度B=0.50T。t=0时，垂直于导体棒ab施加一水平向右的恒力F=2.0N，导体棒ab从静止开始运动；当t=t1时，金属框架将要开始运动，此时导体棒的速度v1=6.0m/s；经过一段时间，当t=t2时，导体棒ab的速度v2=12.0m/s；金属框架的速度v3=0.5m/s。在运动过程中，导体棒ab始终与MM′和NN′垂直且接触良好。已知导体棒ab的电阻r=0.30Ω，框架MN部分的阻值R=0.10Ω，其余电阻不计。设框架与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：

    （1）求动摩擦因数μ；
    （2）当t=t2时，求金属框架的加速度；
    （3）若在0~t1这段时间内，MN上产生的热量 Q=0.10J，求该过程中导体棒ab位移x的 大小。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，在一磁感应强度B="0.5" T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L＝0.2 m平行金属导轨。在两根导轨的左端连接一阻值R＝0.4 Ω的电阻（其余部分电阻忽略不计），导轨上有一根长为L的金属棒AB与导轨正交放置。当金属棒以速度v＝4.0 m/s向右做匀速运动时，求

    （1）金属棒AB切割磁场运动产生的感应电动势
    （2）电阻R中电流强度的大小和方向（向上或向下）
    （3）使金属棒做匀速运动的外力F

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d=0.5m。右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图规律变化。CF长为2m。在t=0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变。已知ab金属棒电阻为1Ω，求：

    ①通过小灯泡的电流   ②恒力F的大小  
    ③金属棒的质量

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    磁感强度是0.8T的匀强磁场中，有一根跟磁感线垂直、长0.2m的直导线，以4m/s的速度、在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动，则导线中产生的感应电动势的大小等于                                                 (       )
    A．0.04VB．0.64VC．1VD．16V

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（     ）
    A．减速运动到停止
    B．来回往复运动
    C．匀速运动
    D．加速运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s2)．求：

    (1)磁感应强度B的大小．
    (2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以转动的铜盘（不计各种摩擦），现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是：
    A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
    B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
    C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下
    D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快

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