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    如图甲所示，固定在绝缘水平地面上的平行金属导轨间距为，左端用导线相连。质量为，电阻为的金属棒垂直导轨静止在导轨平面上，金属棒与导轨左端的距离，金属棒与导轨间的动摩擦因数均为，导与线导轨的电阻均不计。现将整个装置置于垂直于轨道平面竖直向上的磁场中，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略金属棒与导轨上电流之间的相互作用，。求：

    （1）金属棒未出现滑动之前，通过金属棒中电流的大小和方向；
    （2）从时刻开始到金属棒刚要发生滑动的过程中，金属棒产生的热量。
    （1）2 A，b到a；（2）0.9 J

    试题分析：（1）由图象可知磁场变化率为：    ①
    由法拉第电磁感应定律知：

    解得：E="2" V
    通过金属棒ab的电流为
    解得：I="2" A，方向b指向a。
    （2）金属棒刚要发生滑动时，由平衡条件可知
             ⑥
    由图像可知
             ⑦
    由焦耳定律可知，金属棒产生热量        ⑧
    解得
    评分标准：①②③④⑤⑥⑦式各1分，⑧式2分；每个结果1分，电流方向1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

    如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界OO’平行，线框平面与磁场方向垂直。设OO’下方磁场磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律
    A．
    B．
    C．
    D．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与线框所在的平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感线应强度B随时间t变化规律如图所示，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则下列各图正确的是

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B. 一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿a→b→c→d的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（        ）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是
    A．当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθ
    B．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4：1
    C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少
    D．从t1到t2的过程中，有机械能转化为电能

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示平行的金属双轨与电路处在竖直向下的匀强磁场B中，一金属杆放在金属双轨上在恒定外力F作用下做匀速运动，则在开关S  

    A.闭合瞬间通过金属杆的电流增大
    B闭合瞬间通过金属杆的电流减小
    C．闭合后金属杆先减速后匀速
    D．闭合后金属杆先加速后匀速

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    （10分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻，一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，当棒运动的位移x=9m时速度达到6m/s，此时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=2:1，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求
     
    (1) 棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q
    (2) 金属棒MN做匀加速直线运动所需外力随时间变化的表达式
    (3) 外力做的功WF

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度，磁场方向垂直纸面向里。在磁场中有一半径的金属圆环，磁场与圆环面垂直，圆环上分别接有灯、，两灯的电阻均为。一金属棒MN与圆环接触良好，棒与圆环的电阻均忽略不计。

    （1）若棒以的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时MN中的电动势和流过灯的电流；
    （2）撤去金属棒MN，若此时磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率为，求回路中的电动势和灯的电功率。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=1T，平行导轨宽l=1m。两根相同的金属杆MN、PQ在外力作用下均以v=1m/s的速度贴着导轨向左匀速运动，金属杆电阻为r="0.5" ?。导轨右端所接电阻R=1?，导轨电阻不计。（已知n个相同电源的并联，等效电动势等于任意一个电源的电动势，等效内阻等于任意一个电源内阻的n分之一）

    （1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图
    （2）求10s内通过电阻R的电荷量以及电阻R产生的热量

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